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WO2016012374A1 - Structural element with a controllable heat-transfer coefficient u and active thermal mass - Google Patents

Structural element with a controllable heat-transfer coefficient u and active thermal mass Download PDF

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Publication number
WO2016012374A1
WO2016012374A1 PCT/EP2015/066451 EP2015066451W WO2016012374A1 WO 2016012374 A1 WO2016012374 A1 WO 2016012374A1 EP 2015066451 W EP2015066451 W EP 2015066451W WO 2016012374 A1 WO2016012374 A1 WO 2016012374A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
planar cavity
planar
cavity
heat transfer
transfer medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/066451
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Nestle
Tobias Heinz Steinke
Margit Pfundstein
Thierry JUIF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Bouygues Construction SA
Original Assignee
BASF SE
Bouygues Construction SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE, Bouygues Construction SA filed Critical BASF SE
Publication of WO2016012374A1 publication Critical patent/WO2016012374A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14Hull parts
    • B63B3/68Panellings; Linings, e.g. for insulating purposes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/44Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose
    • E04C2/52Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits
    • E04C2/521Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits serving for locating conduits; for ventilating, heating or cooling
    • E04C2/525Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits serving for locating conduits; for ventilating, heating or cooling for heating or cooling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S21/00Solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S20/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005Thermal joints
    • F28F2013/008Variable conductance materials; Thermal switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00Thermal insulation; Thermal decoupling

Definitions

  • the present invention relates to a structural element with controllable heat transfer coefficient U and active thermal mass and its use.
  • the heat transfer coefficient U in construction is a specific characteristic value of a component or building material, which in principle indicates its thermal insulation properties. The higher the heat transfer coefficient U, the worse the heat-insulating property of the component or building material.
  • the heat transfer coefficient U has become particularly important at the latest since the amended Energy Saving Ordinance (EnEV), which came into force in Germany in 2009, according to which the annual primary energy demand and the specific transmission heat loss of a building to be constructed must comply with certain limit values.
  • the heat transfer coefficient U is included in the calculation of the transmission heat loss, which in turn is used in the calculation of the primary energy demand.
  • the Energy Saving Ordinance prescribes limits for the heat transfer coefficient U for certain components when they are replaced or newly installed in existing buildings.
  • insulation elements which are used for thermal insulation of buildings. These usually consist of one or more insulating layers of an insulating material (eg foams, foamed polymer materials). Depending on the nature of the insulating material, a protective layer is applied on the outside of such insulation elements. These insulating elements are used in particular to prevent heat leakage from the interior of a building to the outside. At the same time, a heat flow into a building can also be reduced. According to the state of the art, most of the insulating elements have fixed insulating properties, that is, the insulating property can only be regulated by varying the thickness and / or the number of insulating elements.
  • DE 10 2006 024 067 A1 describes an insulating element which is particularly suitable for internal and / or external insulation of buildings.
  • the insulating properties of the insulating element described there can be changed depending on the desired internal temperature of the building or depending on the outside temperature and / or solar radiation, in particular by changing the heat transfer coefficient U and / or the reflection properties of Dämmements themselves.
  • the insulating element is provided with an insulating material , which can be changed in its position, so that the insulation used wholly, partially or substantially does not contribute to the insulation of the building.
  • the insulating material can be completely or partially compressed in order to release the heat flow through the insulating element completely or partially.
  • a major disadvantage of all embodiments of the prior art is that large amounts of material must be moved or compressed, since the surface of the element must be substantially met or free of insulating material.
  • a device for insulating and / or solar heating is disclosed. This is applied to the façade of an existing building and consists of a transparent panel, which is placed in front of a wall and thus encloses a defined space with the wall. Within the defined space, a heat absorber of a closed-cell insulating material is arranged. This heat absorber has openings, so that depending on the temperature conditions, a convection flow can form within the device described.
  • thermal insulation of the building can be achieved, while on the other hand solar radiation is used by the heat absorber to heat the trapped gas volume in the device and deliver this heat on the convection flow to a certain extent to the existing building wall.
  • US 2003/0061776 A1 discloses a variable heat transfer coefficient insulating system based on an inflatable structure which responds by changing the volume to changes in the atmospheric temperature. As a result, the heat flow can be controlled.
  • AT 380 946 B1 discloses a so-called heat exchange wall, which consists essentially of a surrounded by a tube system insulation board in which a gaseous heat transfer medium can circulate, the circulation can be automatically locked by the special design of the tube system.
  • a heat exchange wall which consists essentially of a surrounded by a tube system insulation board in which a gaseous heat transfer medium can circulate, the circulation can be automatically locked by the special design of the tube system.
  • an insulating element with switchable insulation behavior is an automatic lock is not necessarily useful because the same temperature differences depending on the weather either a strong insulation or a reduced insulation make sense sense.
  • the insulation element described in AT 380 946 B1 is constructed comparatively complicated and accordingly only bad to manufacture.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a novel construction element that minimizes the energy consumption of a building or vehicle by helping to control its heat balance. For this purpose, the largest possible controllable change of the heat transfer coefficient U is desirable.
  • Construction element (1) with controllable heat transfer coefficient U, comprising
  • Cavity (17) arranged flat element (9) comprising at least one insulating material and its width and the height of each of the
  • Width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) corresponds
  • first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and - at least one pump (19) for regulating the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) arranged for the first connection line (13).
  • the above-mentioned object is achieved by the use of the construction element (1) according to the invention as a wall and / or roof element in buildings or vehicles, in particular watercraft.
  • a third aspect of the present invention relates to the use of the structural element (1) according to the invention for dissipating heat from a first side of the structural element (1) to its second side.
  • the present invention is based on the finding that the heat transfer can be controlled by a design element (1) of the type described by targeted control of the flow of a liquid heat transfer medium W from the outside.
  • the liquid heat transfer medium W represents in the present invention, an active thermal mass, which is used specifically to control the heat balance of a building or vehicle.
  • the construction element (1) according to the invention it is also possible in a technically simple manner to significantly minimize the energy consumption of a building and thus optimally exploit the prevailing temperatures inside and outside a building. It is advantageous that according to the present invention, the heat transfer coefficient U can be controlled as required and independently of the prevailing indoor / outdoor temperatures targeted from the outside.
  • the present invention relates to a structural element (1) with controllable heat transfer coefficient U, comprising
  • Cavity (17) arranged flat element (9) comprising at least one insulating material and its width and the height of each of the
  • Width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) corresponds
  • first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and - at least one pump (19) for regulating the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), which is arranged for the first connecting line (13).
  • a design element (1) with a controllable heat transfer coefficient U comprising
  • a flat element (9) which is arranged between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) and which comprises at least one insulating material and whose width and height are substantially equal to the width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17),
  • first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are interconnected by at least one first connecting line (13) through the planar element (9), and
  • first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and at least one pump (19) for controlling the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), which is arranged for the first connecting line (13).
  • a flat cavity in the present invention a suitably sealed volume whose width and / or height are at least an order of magnitude above its depth (i.e., thickness).
  • a flat cavity in the context of the invention may be formed as a flat tank. This may possibly also contain bracing elements or thickness variations in the surface; corresponding constructions are known in the art.
  • first planar cavity (15) can be replaced by a first plate (3), a frame (7) and the planar element (9) and the second planar cavity (17) by a second plate (5), the frame (7). and the sheet element (9) are defined.
  • the planar element (9) virtually forms a partition wall between the two flat cavities (15, 17).
  • the frame (7) of the construction element (1) according to the invention is used primarily for enclosing and mechanically stabilizing the construction element (1) and for receiving the first and second plates (3, 5), which are described in more detail below.
  • the surface of the sheet-like element (9) is in this case tight against the liquid heat transfer medium W.
  • the respective outer walls of the first flat cavity (15) and / or or of the second planar cavity (17) are made of a different material than the interior of the structural element (1) facing walls (eg outer sides of metal, inside of polymer material).
  • the heat transfer properties of the walls can be improved by material combinations for the wall materials of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) and the mechanical stability of the structural element (1) and its fire protection properties.
  • the frame (7) of the construction element (1) according to the invention can also be made of metallic, polymeric (possibly fiber-reinforced) or ceramic materials or in the case of a construction element (1) according to the first and second embodiments described below and shown in Figures 1 and 3 Wood or wood-based composites be constructed. This ensures that the constructional element (1) is self-contained and thus easy to use, i. buildable, is done.
  • the shape of the construction element (1) can be chosen freely within wide limits and adapted to the requirements of its installation situation and / or use.
  • a preferred embodiment is an approximately cuboidal element. But other geometric shapes are, depending on the installation situation, realized with the construction element (1) according to the invention, for example, the basic shape of a triangle, a pentagon or the like.
  • the construction element (1) comprises at least one planar element (9) which comprises at least one insulating material and which is arranged centrally between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17).
  • the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are interconnected via at least one first connecting line (13) through the planar element (9), so that an exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15 ) and the second planar cavity (17) is possible.
  • heat supplied to the liquid heat transfer medium W on one side of the structural element (1) can be guided to the other side thereof.
  • This exchange of liquid heat transfer medium W is effected by the pump (19).
  • the first connection line (13) is a line with a small diameter.
  • a connection line (13) with a small diameter has the further advantage that it represents a lower thermal bridge between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17).
  • the first connecting line (13) is constructed of a thermally insulating material, for example a polymer material.
  • a "small diameter" is a measure of 0, 1 cm to 2 cm, in particular from 0.2 cm to 1 cm, preferred.
  • the planar element (9) comprises at least one insulating material, in particular of sheets of polymer foams (for example of polyurethane (PUR or PI R foams or TPU-based particle foams), polystyrene or its copolymers and melamine resins), insulating fiberboard technical or of natural origin (eg mineral wool, plant fiber mats, wood fiber boards, wool fiber boards), cavities with beds of technical or natural porous or fibrous insulation materials such as Polystyrene foam beads, cellulose and other vegetable fiber preparations, wool fibers, porous mineral granules, aerogels), insulating boards of mineral materials (eg silica airgel, foams of cementitious or gypsum-based materials, glass foams) as well as insulation boards of organic / inorganic hybrid materials, directly on the Foam produced at the location of the planar element is selected from organic, inorganic or hybrid materials.
  • sheets of polymer foams for example of polyurethane (PUR or PI R foams or TPU-
  • the expression "essentially" with respect to the height and the width of the planar element (9) in the present context means that the size of the planar element (9) is the size of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) within the manufacturing tolerances exactly.
  • the size of the planar element (9) can vary by up to ⁇ 5%, without deviating from the invention.
  • pump (19) With the provided in the construction element (1) according to the invention pump (19), the flow of the liquid heat transfer medium W can be controlled specifically. Further, by stopping the pump (19), any flow can be inhibited. In this state, the heat transfer coefficient U of the structural element (1) is largely determined by the heat transfer coefficient of the sheet-like element (9).
  • Demenschend acts the construction element (1) with stopped, ie blocking, pump (19) as a thermal insulation. If a convection flow between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is set in motion, the heat transfer between both sides of the structural element (1) is mainly determined by this process. It has been found that already comparatively low flow rates in the range of about 1 ml / sm 2 to 10 ml / sm 2 are sufficient for a water-based liquid heat transfer medium W, thereby effective heat transfer coefficients U in the range of 4 W / m 2 K or reach higher.
  • each structural element (1) is sufficiently self-sufficient that no cabling or the like is necessary.
  • the pump (19) with wireless communication with an external system (eg, a building technology) to control the pump (19) as needed.
  • an external system eg, a building technology
  • the necessary energy can also be supplied from the accumulator described above.
  • structural element is to be understood in the context of the present invention to mean that the structural element (1) is suitable for both wall and roof surfaces.
  • the construction element (1) is preferably self-supporting and can therefore be used independently in a shell of a building or the outer walls of a vehicle as a wall and / or roof element.
  • the heat transfer coefficient U (formerly also "k-value") describes a heat balance due to a temperature difference between different energy systems, thus the heat transfer coefficient U is a measure of the heat flow passage. if the temperature difference between the air on both sides of a wall is one Kelvin, the heat transfer coefficient is U.
  • the heat transfer coefficient U is defined internationally in the standard EN ISO 6946. Its unit of measurement is W / (m 2 K)
  • the determination of exact heat transfer coefficients U The required design values for the heat transfer coefficient U are defined in the standards EN 12524 and DIN 4108-4.
  • the heat transfer coefficient U is determined by the thermal conductivity and the thickness of the materials used, but also by heat radiation and convection at the surfaces of the component.
  • the heat transfer coefficient U can be varied between a value determined by the insulating material of the planar element (9) contained in the construction element (1) and a value determined by specific convective movements of the liquid heat transfer medium W.
  • the planar element (9) has a heat transfer coefficient U of at most 0.5 W / m 2 K, preferably between 0.35 W / m 2 K and 0.08 W / m 2 K on. It has proved to be advantageous for the targeted regulation of the flow of the liquid heat transfer medium W from the outside when the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) have the same capacity for the liquid heat transfer medium W. As a result, dead amounts of liquid heat transfer medium W are avoided, which would lead to an unnecessarily large thermal inertia of the system. "The same capacity" in this context means that this may vary by up to ⁇ 5%, but in the context of manufacturing tolerances preferably the same capacity is available.
  • the liquid heat transfer medium W may comprise water and an inorganic or organic antifreeze.
  • Water has a very good balance between heat capacity, availability and environmental compatibility for the present invention. Since the construction element (1) according to the invention is also exposed to minus temperatures during its use, a suitable antifreeze protection should be provided when using water.
  • Examples according to the invention are Glysantin® (commercial product of BASF SE, main constituent monoethylene glycol) or water-soluble salts, in particular of the elements Na, K, Mg and Ca.
  • the first connecting line (13) is arranged in the vertically lower region of the planar element (9) and a second connecting line (11) in the vertically upper region of the planar element (9), so that the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) via the first connecting line (13) and the second connecting line (1 1) are in communication so that between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) via the First connecting line (13) and the second connecting line (1 1) can flow a convection flow of the liquid heat transfer medium W.
  • the terms "vertically above” and “vertically below” are to be understood within the meaning of the present invention that they relate not only to vertically oriented structural elements (1), but also to structural elements (1), which with a certain angle to the Vertical are arranged.
  • “Vertically lower area” or “vertically upper area” mean that the first connecting line (13) or the second connecting line (11) in the lower or upper third, preferably in the lower or upper quarter, preferably in the lower , or upper fifth, in particular in the lower, or upper 5% of the sheet-like element (9) are arranged.
  • the pump (19) is used to cause a Konvetationsströmung the liquid heat transfer medium W, for example.
  • the pump (19) is used to cause a Konvezzysströmung the liquid heat transfer medium W, for example.
  • the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are completely filled with the liquid heat transfer medium W.
  • the phrase "completely filled” in this context refers to the fact that in practice the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) can not be filled to exactly 100%.
  • first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) each have a capacity of 0.5 l / m 2 to 10 l / m 2 , preferably between 1 l / m 2 and 5 l / m 2 .
  • the first areal cavity (15) can have a clear dimension x and / or the second areal cavity (17) can have a clear dimension y of 0, 1 cm to 1, 0 cm, in particular 0, 1 cm to 0.5 cm, exhibit.
  • "light dimension” designates the average cross section of the respective cavity (15, 17), for example the mean inner dimension of a tank or the mean distance between a first or second plate (3, 5) and the planar element (9).
  • the construction element (1) has only the first connection line (13) and the volume of the liquid heat transfer medium W contained in the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is 50% 60% of the total Volume, which surround the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17).
  • the above-mentioned entire volume in addition to the respective volume of the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) also includes the volumes which are enclosed by the first connecting line (13) and the pump (19). However, these two volumes are low compared to the volumes of the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17).
  • the pump (19) is used to pump the liquid heat transfer medium W targeted by the first planar cavity (15) through the first connecting line (13) in the second planar cavity (17).
  • the volume of liquid heat transfer medium W must be dimensioned in any case so that either the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) and the connecting line (13) can be completely filled.
  • the liquid heat transfer medium W is alternately completely either in the first planar cavity (15) or in the second planar cavity (17).
  • the liquid heat transfer medium W used in the second alternative embodiment also comprises water.
  • a pressure equalization line between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is provided, so that the gas volume over the liquid heat transfer medium W when it is pumped into the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) in the other two-dimensional cavity (15, 17) can escape.
  • the pressure equalization line is preferably designed that no transfer of liquid heat transfer medium W takes place, for example. By a check valve.
  • the first areal cavity (15) and the second areal cavity (17) each have a capacity of between 1 l / m 2 and 100 l / m 2 , preferably between 5 l / m 2 and 40 l / m 2 .
  • Capacities in this area represent a good compromise between sufficient thermal storage capacity of the liquid heat transfer medium W received therein and a manageable weight of the structural element (1) of the second, alternative embodiment.
  • the clear dimension x of the first planar cavity (17) and / or the clear dimension y of the second planar cavity (17) may each be 0.5 cm to 10.0 cm, in particular 0.5 cm to 4.0 cm ,
  • a film chamber system is provided in the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17), which is buoyant on the liquid heat transfer medium W and at first of the liquid heat transfer medium W emptied first planar cavity ( 15) or second flat cavity (17) completely fills it in fully unfolded state.
  • the film chamber system has, in particular on its underside, a float element which floats on the surface of the liquid heat transfer medium W. At its upper side, it is attached to the upper inner side of the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) of the structural element (1). If the liquid heat transfer medium W is pumped from one planar cavity (15, 17) into the other, the film chamber system unfolds, so that it completely fills the volume of the respective empty flat cavity (15, 17) when fully deployed, and thus an optionally occurring convection of the contained gas volume prevents. As a result, an even lower heat transfer coefficient U of the entire system is achieved.
  • the film chamber system may be provided with a reflective surface to achieve a further improvement of the insulating effect.
  • first and second embodiments when the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) is / are structured on the surface in three dimensions. Through this three-dimensional patterning, the effects of the conventional flow in the first embodiment and the heat flow in the second embodiment can be conducted more effectively. In addition, the mechanical stability of the respective planar cavity (15, 17) can be improved. When using a Foil chamber system, the structuring must be such that still the folding and unfolding of the floating film chamber system is possible.
  • the planar element (9) can in particular be formed from a mineral, metallic, polymeric and / or bioorganic material. This is advantageous if the construction element (1) should not be used as a translucent component, but is exposed to increased mechanical stresses (metallic material, fiber-reinforced polymer) or purely for thermal insulation (mineral and / or polymeric material). Furthermore, it is possible with this embodiment, also ecologically particularly compatible design elements (1) to create (bio-organic materials). The material used may be open-pored or closed-cell.
  • first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) of the structural element (1) have been suitably coated or otherwise modified so as to reflect the incident solar radiation directly or diffusely, it is Construction element (1) during the day a particularly low heating by solar radiation instead.
  • the present invention relates to the use of the construction element (1) described above as a wall and / or roof element in buildings or vehicles, in particular in watercraft.
  • the invention annex buildings is explained, but in principle also applies to vehicles, especially watercraft.
  • a third aspect of the present invention relates to the use of the structural element (1) according to the invention for dissipating heat from a first side of the structural element (1) to its second side.
  • this aspect can be used to purposely dissipate heat from a building to the outside during the warmer months during cooler night hours or during individual cooler days, i. to effect a targeted cooling of the building.
  • the present invention can be applied not only to apartments and offices to create a pleasant climate, but also to rooms in which a lot of heat is generated by machines, for example, factory buildings or server rooms.
  • the invention can be used, for example.
  • the thermal capacity of the liquid Heat transfer medium W are used in particular as a thermal mass.
  • the thermal capacity, ie the thermal storage capacity (also called thermal mass), which is available for these purposes, is greater, the larger the amount of liquid heat transfer medium W contained in the element.
  • any increase in this amount is not meaningful for reasons of weight and increasing thermal inertia of the amount of liquid.
  • the present invention relates to the use of the construction element (1) according to the invention, in particular according to the second embodiment, wherein the liquid heat transfer medium W is coupled against external heat or cooling reservoirs.
  • Such reservoirs can be cold groundwater or the (cold) drinking water network or local hot water tanks.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a construction element 1 in a first
  • Fig. 2 is a schematic representation of a development of a
  • Construction element 1 in a first embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a construction element in a second
  • Figure 1 shows a first embodiment of a construction element according to the invention 1.
  • the construction element 1 is formed by a first planar cavity 15 and a second planar cavity 17 with a sheet-like element 9 therebetween.
  • the flat cavities 15, 17 are here designed as flat tanks, which may for example consist of a metal on the outside and a coating of a polymer material on the inside.
  • a first connecting line 13 with pump 19 provided therein in the upper region, a second connecting line 1 1 is provided.
  • the liquid heat transfer medium W which is not provided with a reference numeral here, is hatched in the two-dimensional cavities 15, 17. Representative of all figures are given in Figure 1, the clear dimension x of the first planar cavity 15 and the clear dimension y of the second planar cavity 17
  • this is pumped by the pump 19 targeted by a flat cavity 15, 17 in the other.
  • the pump 19 Depending on the desired mode of action is either pumped from the inside heated liquid heat transfer medium W on the outside of the structural element 1, for example, to cool a building. Conversely, heat from outside the building can be fed inwards. If no replacement is desired, the pump 19 is selectively stopped and thus prevented any convection flow.
  • the construction element 1 acts in this case as insulation.
  • FIG. 2 shows a development of the first embodiment.
  • the structural element 1 is constructed by a frame 7 which forms four sides of the structural element 1, namely top and bottom as well as the side surfaces.
  • the frame 7 is shown in section only above and below.
  • a first plate 3 and a second plate 5 are two opposite plates 2, 3, 5, i. a first plate 3 and a second plate 5, arranged.
  • a planar element 9 is arranged so that it closes laterally, above and below with the frame 7, respectively.
  • the planar element 9 is arranged with a clear dimension x to the first plate 3 and with a clearance y to the second plate 5.
  • a first connecting line 13 with pump 19 provided therein also leads here in the lower area.
  • a second connecting line 11 is provided.
  • the liquid heat transfer medium is shown for the sake of clarity not hatched.
  • active convection elements can be integrated into the first planar cavity 15 and / or into the second planar cavity 17.
  • active convection elements for example, small rotors are understood which support the formation of the convection flow or the circulation of the liquid heat transfer medium and maintain it. As a result, in particular the switching stroke between the higher temperature side and the lower temperature side is increased.
  • FIG. 3 shows schematically a construction element 1 according to the invention according to a second embodiment.
  • the first planar cavity 15 and the second planar cavity 17 is connected only via the first connecting line 13, in which a pump 19 is arranged.
  • the illustration shows a state in which the first planar cavity 15 is filled only slightly with the liquid heat transfer medium W shown here hatched again, while the second planar cavity 17 is largely filled with it.
  • FIG. 3 thus shows a state during the pumping of the liquid heat transfer medium W from one surface cavity 15, 17 into the other.
  • the non-hatched areas of the first planar cavity 15 and of the second planar cavity 17 represent in FIG. 3 free volume, which is usually filled with a gas.
  • the construction element 1 of the invention can be used in particular to dissipate heat from buildings. This can be advantageous, for example, in the warm season. Furthermore, the application of the construction element 1 according to the invention for heat dissipation from industrial buildings is conceivable.
  • this can be carried out either vertically or inclined. In this way, both wall surfaces and sloping roof surfaces can be formed.
  • the angle of the sloping roof surfaces to the vertical is between 0 ° and 90 °, preferably between 5 ° and 60 °.
  • the construction element 1 according to the invention can therefore be used as a wall and / or roof element in a shell, without having to provide further wall elements or roof elements.
  • the construction element 1 according to the invention can also be used as a classic insulating element for placement on a facade.
  • the internal thermal mass is 23 Wh / m 2 K.
  • the internal thermal mass is 23 Wh / m 2 K.
  • the liquid heat transfer medium W at least partially filled cavities 15, 17 can be coupled against external heat or cold reservoirs, for example against cold groundwater or the drinking water network or against local hot water tanks. In this case, a networking between different locations of the building at predetermined levels can be made.
  • the energy storage capacity of the construction element 1 according to the invention can also be coupled with other energy sources, in particular the public power grid, in the sense of a "smart grid" in order to enable energetically optimal operation of "thermally active” household applications such as dishwashers or washing machines.
  • a control software is necessary, which calculates from the current energy supply in the public power grid and the thermal energy stored in construction elements 1 according to the invention, when the operation of a household appliance is the most sensible, which requires partial electrical and partial thermal energy.
  • rupture disks can be provided in the cavities 15, 17, which release the liquid heat transfer medium W into the building when a critical temperature is reached.

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Abstract

The present invention relates to a structural element (1) with a controllable heat-transfer coefficient U, comprising – a first flat cavity (15), a second flat cavity (17), a flat element (9) which is arranged between the first flat cavity (15) and the second flat cavity (17), comprises at least one insulating material and has a width and height in each case corresponding to the width and height of the first flat cavity (15) and/or the second flat cavity (17), wherein the first flat cavity (15) and the second flat cavity (17) are connected to one another through the flat element (9) by means of at least a first connection line (13), and wherein the first flat cavity (15) and the second flat cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat-transfer medium W, and – at least one pump (19) for controlling the exchange of liquid heat-transfer medium W between the first flat cavity (15) and the second flat cavity (17), which pump is arranged for the first connection line (13). The invention further relates to the use of the structural element (1) according to the invention as a wall and/or roof element in buildings or vehicles, in particular watercraft, and for conducting heat away from a first side of the structural element (1) to the second side thereof.

Description

Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U und aktiver thermischer Masse  Construction element with adjustable heat transfer coefficient U and active thermal mass

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U und aktiver thermischer Masse sowie dessen Verwendung. The present invention relates to a structural element with controllable heat transfer coefficient U and active thermal mass and its use.

Der Wärmedurchgangskoeffizient U ist im Bauwesen ein spezifischer Kennwert eines Bauteils oder Baumaterials, der prinzipiell dessen Wärmedämmeigenschaften angibt. Je höher dabei der Wärmedurchgangskoeffizient U ist, desto schlechter ist die Wärmedämmeigenschaft des Bauteils oder Baumaterials. The heat transfer coefficient U in construction is a specific characteristic value of a component or building material, which in principle indicates its thermal insulation properties. The higher the heat transfer coefficient U, the worse the heat-insulating property of the component or building material.

Besondere Bedeutung hat der Wärmedurchgangskoeffizient U spätestens seit der im Jahr 2009 in Deutschland in Kraft getretenen geänderten Energieeinsparverordnung (EnEV) erlangt, nach welcher der Jahres-Primärenergiebedarf und der spezifische Transmissionswärmeverlust eines zu errichtenden Gebäudes bestimmte Grenzwerte einhalten müssen. Dabei geht der Wärmedurchgangskoeffizient U in die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes und dieser wiederum in die Berechnung des Primärenergiebedarfs ein. Ferner schreibt die Energieeinsparverordnung Grenzwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten U für bestimmte Bauteile vor, wenn diese in bestehenden Gebäuden ausgetauscht oder neu eingebaut werden. The heat transfer coefficient U has become particularly important at the latest since the amended Energy Saving Ordinance (EnEV), which came into force in Germany in 2009, according to which the annual primary energy demand and the specific transmission heat loss of a building to be constructed must comply with certain limit values. The heat transfer coefficient U is included in the calculation of the transmission heat loss, which in turn is used in the calculation of the primary energy demand. Furthermore, the Energy Saving Ordinance prescribes limits for the heat transfer coefficient U for certain components when they are replaced or newly installed in existing buildings.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Dämmelementen bekannt, welche zur Wärmedämmung von Gebäuden eingesetzt werden. Diese bestehen in der Regel aus einer oder mehreren Dämmschichten aus einem Isoliermaterial (z.B. Schaumstoffe, geschäumte Polymermaterialien). Je nach Beschaffenheit des Isoliermaterials ist auf der Außenseite solcher Dämmelemente eine Schutzschicht aufgebracht. Diese Dämmelemente dienen insbesondere dazu, einen Wärmeabfluss vom Inneren eines Gebäudes nach außen zu verhindern. Gleichzeitig kann ein Wärmefluss in ein Gebäude hinein ebenfalls verringert werden. Nach dem Stand der Technik haben die meisten Dämmelemente feststehende Dämmeigenschaften, das heißt, die Isoliereigenschaft kann lediglich durch die Variation der Dicke und/oder Anzahl der Dämmelemente geregelt werden. Hierdurch ist es jedoch nicht möglich, flexibel auf aktuell gegebene Temperaturen innerhalb und außerhalb eines Gebäudes zu reagieren. Durch die Verwendung hochdämmender Materialien kommt es aber mittlerweile zu Situationen, dass die natürliche Außentemperaturschwankung nicht mehr genutzt werden kann, um die durch Sonneneinstrahlung tagsüber in das Gebäude eingetragene Wärme bei Nacht wieder abzuführen. Durch den hierdurch entstehenden Wärmestau wird der Energiebedarf für aktive Kühlungseinrichtungen erhöht. Es besteht daher ein Bedarf nach einem Dämmelement, dessen Dämmeigenschaften veränderbar sind. Im Stand der Technik gibt es zur Erfüllung dieses Bedarfs erste Ansätze. From the prior art, a variety of insulation elements is known, which are used for thermal insulation of buildings. These usually consist of one or more insulating layers of an insulating material (eg foams, foamed polymer materials). Depending on the nature of the insulating material, a protective layer is applied on the outside of such insulation elements. These insulating elements are used in particular to prevent heat leakage from the interior of a building to the outside. At the same time, a heat flow into a building can also be reduced. According to the state of the art, most of the insulating elements have fixed insulating properties, that is, the insulating property can only be regulated by varying the thickness and / or the number of insulating elements. However, this does not make it possible to react flexibly to current temperatures inside and outside a building. Due to the use of high-insulating materials, however, it is now possible that the natural outside temperature fluctuation is no longer used can be used to dissipate the heat introduced into the building during the daytime by sunlight during the night. The resulting heat accumulation increases the energy requirement for active cooling devices. There is therefore a need for an insulating element whose insulating properties are variable. In the prior art, there are first approaches to meeting this need.

So beschreibt DE 10 2006 024 067 A1 ein Dämmelement, das insbesondere zur Innen- und/oder Außendämmung von Gebäuden geeignet ist. Die Dämmeigenschaften des dort beschriebenen Dämmelements lassen sich je nach gewünschter Innentemperatur des Gebäudes beziehungsweise je nach Außentemperatur und/oder Sonneneinstrahlung verändern, insbesondere durch Veränderung des Wärmedurchgangskoeffizienten U und/oder der Reflektionseigenschaften des Dämmelements selbst. Zur technischen Lösung wird hierbei das Dämmelement mit einem Dämmstoff versehen, der in seiner Position verändert werden kann, so dass das verwendete Dämmmaterial ganz, teilweise oder im Wesentlichen nicht zur Dämmung des Gebäudes beiträgt. Hierzu kann beispielsweise der Dämmstoff ganz oder teilweise zusammengedrückt werden, um den Wärmefluss durch das Dämmelement hindurch ganz oder teilweise freizugeben. Wesentlicher Nachteil aller Ausführungsformen des Standes der Technik ist dabei, dass große Mengen Material bewegt bzw. zusammengedrückt werden müssen, da die Fläche des Elements im Wesentlichen von Isoliermaterial erfüllt bzw. befreit sein muss. Ferner wird in US 4,058,109 eine Vorrichtung zum Isolieren und/oder solaren Heizen offenbart. Diese wird auf die Fassade eines vorhandenen Gebäudes aufgebracht und besteht aus einer transparenten Tafel, die vor eine Wand vorgesetzt wird und dadurch einen definierten Raum mit der Wand einschließt. Innerhalb des definierten Raumes ist ein Wärmeabsorber aus einem geschlossenzelligen Isoliermaterial angeordnet. Dieser Wärmeabsorber besitzt Öffnungen, so dass sich abhängig von den Temperaturverhältnissen eine Konvektionsströmung innerhalb der beschriebenen Vorrichtung ausbilden kann. Hierdurch soll einerseits durch das Vorhandensein des Isoliermaterials eine Wärmedämmung des Gebäudes erreicht werden, während andererseits Sonneneinstrahlung durch den Wärmeabsorber dazu verwendet wird, das in der Vorrichtung eingeschlossene Gasvolumen zu erwärmen und diese Wärme über die Konvektionsströmung in einem gewissen Maß an die vorhandene Gebäudewand abzugeben. Thus, DE 10 2006 024 067 A1 describes an insulating element which is particularly suitable for internal and / or external insulation of buildings. The insulating properties of the insulating element described there can be changed depending on the desired internal temperature of the building or depending on the outside temperature and / or solar radiation, in particular by changing the heat transfer coefficient U and / or the reflection properties of Dämmements themselves. For technical solution, the insulating element is provided with an insulating material , which can be changed in its position, so that the insulation used wholly, partially or substantially does not contribute to the insulation of the building. For this purpose, for example, the insulating material can be completely or partially compressed in order to release the heat flow through the insulating element completely or partially. A major disadvantage of all embodiments of the prior art is that large amounts of material must be moved or compressed, since the surface of the element must be substantially met or free of insulating material. Further, in US 4,058,109 a device for insulating and / or solar heating is disclosed. This is applied to the façade of an existing building and consists of a transparent panel, which is placed in front of a wall and thus encloses a defined space with the wall. Within the defined space, a heat absorber of a closed-cell insulating material is arranged. This heat absorber has openings, so that depending on the temperature conditions, a convection flow can form within the device described. In this way, on the one hand by the presence of the insulating material thermal insulation of the building can be achieved, while on the other hand solar radiation is used by the heat absorber to heat the trapped gas volume in the device and deliver this heat on the convection flow to a certain extent to the existing building wall.

Ein weiterer Ansatz im Stand der Technik wird in DE 196 47 567 A1 beschrieben. Dort wird eine schaltbare Vakuumdämmung, insbesondere zum Einsatz für die solare Energienutzung, realisiert, wobei ein grob poröses oder grob strukturiertes Dämmmaterial gasdicht umhüllt und evakuiert wird. Dieses Element kann nach Bedarf mit Wasserstoffgas geflutet werden, wodurch sich innerhalb der Umhüllung ein zur Adsorption und Deadsorption von Wasserstoff geeignetes, elektrisch beheizbares Gettermaterial befindet, das von einem Wärmeisolationsmaterial umschlossen ist, dessen Wärmeleitfähigkeit nicht oder nur wenig vom Gasdruck in diesem Bauelement abhängt. Another approach in the prior art is described in DE 196 47 567 A1. There, a switchable vacuum insulation, in particular for use for the solar energy use, realized, with a coarse porous or coarsely structured insulation material is gas-tight enveloped and evacuated. This item can be as needed be flooded with hydrogen gas, which is within the enclosure for adsorption and adsorption of hydrogen suitable, electrically heatable getter material, which is enclosed by a heat insulating material whose thermal conductivity does not or only slightly depends on the gas pressure in this device.

Ferner offenbart US 2003/0061776 A1 ein Isoliersystem mit variablem Wärmedurchgangskoeffizienten, das auf einer aufblasbaren Struktur beruht und so durch Volumenänderung auf Änderung der atmosphärischen Temperatur reagiert. Hierdurch kann der Wärmestromdurchfluss geregelt werden. Further, US 2003/0061776 A1 discloses a variable heat transfer coefficient insulating system based on an inflatable structure which responds by changing the volume to changes in the atmospheric temperature. As a result, the heat flow can be controlled.

AT 380 946 B1 offenbart eine sogenannte Wärmeaustauschwand, die im wesentlichen aus einer von einem Röhrensystem umgebenen Dämmplatte besteht, in der ein gasförmiges Wärmeträgermedium zirkulieren kann, dessen Zirkulation durch das spezielle Design des Röhrensystems selbsttätig gesperrt werden kann. Für ein Dämmelement mit schaltbarem Dämmverhalten ist eine selbsttätige Sperre nicht unbedingt sinnvoll, da dieselben Temperaturunterschiede je nach Wetterlage entweder eine starke Dämmung oder aber eine verringerte Dämmung sinnvoll erscheinen lassen. Außerdem ist das in AT 380 946 B1 beschriebene Dämmelement vergleichsweise kompliziert aufgebaut und dementsprechend nur schlecht zu fertigen. AT 380 946 B1 discloses a so-called heat exchange wall, which consists essentially of a surrounded by a tube system insulation board in which a gaseous heat transfer medium can circulate, the circulation can be automatically locked by the special design of the tube system. For an insulating element with switchable insulation behavior is an automatic lock is not necessarily useful because the same temperature differences depending on the weather either a strong insulation or a reduced insulation make sense sense. In addition, the insulation element described in AT 380 946 B1 is constructed comparatively complicated and accordingly only bad to manufacture.

Daneben gibt es eine Reihe von mehrschaligen Wand-, Fenster- und Dachelementen, wie sie beispielsweise in EP 0 317 425 A2, FR 2 478 800 A1 , EP 2 366 845 B1 und DE 10 2006 037 741 A1 beschrieben sind. In diesen Elementen wird eine Veränderung des Wärmeflusses erreicht, indem die Durchströmung eines Zwischenraums zwischen den verschiedenen Schalen mit Außenluft entweder ermöglicht oder unterdrückt wird. Teilweise findet der Luftaustausch auch durch das Element hindurch mit dem Innenraum statt. Allen diesen Ansätzen ist als Nachteil gemeinsam, dass bei der Durchströmung mit Außenluft Staub aus der Luft in den Zwischenraum gelangt und dort zu unerwünschten Verschmutzungen führen kann, die insbesondere bei transluzenten und transparenten Elementen deren optische Funktion beeinträchtigen. Bei einem zusätzlichen Luftaustausch zum Innenraum hin verschärft sich diese hygienische Problematik zusätzlich, da durch den Luftstrom auch unerwünschte Keime oder Schädlinge verschleppt werden können. In addition, there are a number of multi-shell wall, window and roof elements, as described for example in EP 0 317 425 A2, FR 2 478 800 A1, EP 2 366 845 B1 and DE 10 2006 037 741 A1. In these elements, a change in the heat flow is achieved by either permitting or suppressing the flow of a space between the various shells with outside air. In part, the air exchange also takes place through the element with the interior. All of these approaches have the common drawback that when air flows in with outside air, dust from the air gets into the intermediate space and can lead to undesirable contamination there, which impair their optical function, in particular in the case of translucent and transparent elements. With an additional exchange of air to the interior, this hygienic problem is exacerbated in addition, as unwanted germs or pests can be carried off by the air flow.

In FR 2 798 991 A1 wird schließlich ein Element vorgestellt, bei dem die Wand in rautenförmige Zellen unterteilt ist, in denen durch Neigung eines in diese eingepassten Isolierkörpers entweder dessen Umströmung durch einen Konvektionsstrom ermöglicht oder aber unterdrückt werden kann. Dieses Element ist aufgrund der zahlreichen Segmente und der nicht quaderförmigen Außengestalt der einzelnen Zellen wiederum vergleichsweise kompliziert zu fertigen. Obwohl die im Stand der Technik beschriebenen Dämmelemente mit, in gewissen Grenzen, regelbaren Wärmedurchgangskoeffizienten U Vorteile gegenüber herkömmlichen Dämmstoffen haben, bringen sie alle deutliche Nachteile hinsichtlich ihrer gebäudetechnischen Einsetzbarkeit mit sich und sind teilweise extrem aufwändig in ihrer Herstellung. In FR 2 798 991 A1, finally, an element is presented in which the wall is subdivided into diamond-shaped cells in which, by inclining an insulating body fitted into it, either its flow around it through a convection current is enabled or suppressed. This element is again comparatively complicated to manufacture due to the numerous segments and the non-cuboid outer shape of the individual cells. Although the insulation elements described in the prior art with, within certain limits, controllable heat transfer coefficient U have advantages over conventional insulation materials, they all bring significant disadvantages in terms of their building technical applicability with them and are sometimes extremely expensive to manufacture.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Konstruktionselement zu schaffen, dass den Energiebedarf eines Gebäudes oder Fahrzeugs minimiert, indem es zur Regelung seines Wärmehaushaltes beiträgt. Hierzu ist eine möglichst große regelbare Änderung des Wärmedurchgangskoeffizienten U wünschenswert. The invention is therefore an object of the invention to provide a novel construction element that minimizes the energy consumption of a building or vehicle by helping to control its heat balance. For this purpose, the largest possible controllable change of the heat transfer coefficient U is desirable.

Diese Aufgabe wird bei einem Konstruktionselement der eingangs genannten Art in einem ersten Aspekt dadurch gelöst, dass es einen regelbaren Wärmedurchgangskoeffizienten U besitzt und wie folgt ausgestaltet ist: This object is achieved in a design element of the type mentioned in a first aspect in that it has a controllable heat transfer coefficient U and is configured as follows:

Konstruktionselement (1 ) mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U, umfassend Construction element (1) with controllable heat transfer coefficient U, comprising

einen ersten flächigen Hohlraum (15),  a first planar cavity (15),

einen zweiten flächigen Hohlraum (17),  a second planar cavity (17),

- ein zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen- One between the first planar cavity (15) and the second planar

Hohlraum (17) angeordnetes flächiges Element (9), das mindestens ein isolierendes Material umfasst und dessen Breite und dessen Höhe jeweils derCavity (17) arranged flat element (9) comprising at least one insulating material and its width and the height of each of the

Breite und Höhe des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) entspricht, Width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) corresponds,

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) durch mindestens eine erste Verbindungsleitung (13) durch das flächige Element wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) through at least a first connecting line (13) through the planar element

(9) hindurch untereinander verbunden sind, und (9) are interconnected, and

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) zumindest teilweise mit einem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt sind, und - zumindest eine Pumpe (19) zur Regelung des Austausche von flüssigem Wärmeträgermedium W zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17), die für die erste Verbindungsleitung (13) angeordnet ist. In einem zweiten Aspekt wird die vorstehend genannte Aufgabe durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) als Wand- und/oder Dachelement in Gebäuden oder Fahrzeugen, insbesondere Wasserfahrzeugen, gelöst.  wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and - at least one pump (19) for regulating the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) arranged for the first connection line (13). In a second aspect, the above-mentioned object is achieved by the use of the construction element (1) according to the invention as a wall and / or roof element in buildings or vehicles, in particular watercraft.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) zur Abführung von Wärme von einer ersten Seite des Konstruktionselements (1 ) zu dessen zweiter Seite. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Wärmedurchgang durch ein Konstruktionselement (1 ) der beschriebenen Art durch gezieltes Steuern der Strömung eines flüssigen Wärmeträgermediums W von außen geregelt werden kann. Das flüssige Wärmeträgermedium W stellt in der vorliegenden Erfindung eine aktive thermische Masse dar, die gezielt zur Regelung des Wärmehaushalts eines Gebäudes oder Fahrzeugs eingesetzt wird. A third aspect of the present invention relates to the use of the structural element (1) according to the invention for dissipating heat from a first side of the structural element (1) to its second side. The present invention is based on the finding that the heat transfer can be controlled by a design element (1) of the type described by targeted control of the flow of a liquid heat transfer medium W from the outside. The liquid heat transfer medium W represents in the present invention, an active thermal mass, which is used specifically to control the heat balance of a building or vehicle.

Es wurde überraschenderweise herausgefunden, dass es mit dem erfindungsgemäßen Konstruktionselement (1 ) auch auf technisch einfache Art und Weise möglich ist, den Energiebedarf eines Gebäudes deutlich zu minimieren und so die herrschenden Temperaturen innerhalb und außerhalb eines Gebäudes optimal auszunutzen. Es ist von Vorteil, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der Wärmedurchgangskoeffizient U bedarfsweise und unabhängig von den herrschenden Innen-/Außentemperaturen gezielt von außen geregelt werden kann. It has surprisingly been found that with the construction element (1) according to the invention it is also possible in a technically simple manner to significantly minimize the energy consumption of a building and thus optimally exploit the prevailing temperatures inside and outside a building. It is advantageous that according to the present invention, the heat transfer coefficient U can be controlled as required and independently of the prevailing indoor / outdoor temperatures targeted from the outside.

So kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Konstruktionselements (1 ) erreicht werden, dass während der kühleren Nachtstunden ein verstärkter Austrag von Wärme aus dem Gebäude ermöglicht wird, während bei hohen Außentemperaturen tagsüber im Sommer und bei niedrigen Außentemperaturen im Winter eine den Vorschriften für eine adäquate Wärmedämmung entsprechende Dämmwirkung sichergestellt werden kann. Thus it can be achieved by the inventive design of the construction element (1) that during the cooler night hours increased discharge of heat from the building is enabled, while at high outdoor temperatures during the daytime and at low outdoor temperatures in winter one of the regulations for adequate thermal insulation appropriate insulation effect can be ensured.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung weiter präzisiert. In einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Konstruktionselement (1 ) mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U, umfassend Hereinafter, the present invention will be further clarified. In a first aspect, the present invention relates to a structural element (1) with controllable heat transfer coefficient U, comprising

einen ersten flächigen Hohlraum (15),  a first planar cavity (15),

einen zweiten flächigen Hohlraum (17),  a second planar cavity (17),

- ein zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen- One between the first planar cavity (15) and the second planar

Hohlraum (17) angeordnetes flächiges Element (9), das mindestens ein isolierendes Material umfasst und dessen Breite und dessen Höhe jeweils derCavity (17) arranged flat element (9) comprising at least one insulating material and its width and the height of each of the

Breite und Höhe des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) entspricht, Width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) corresponds,

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) durch mindestens eine erste Verbindungsleitung (13) durch das flächige Element wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) through at least a first connecting line (13) through the planar element

(9) hindurch untereinander verbunden sind, und (9) are interconnected, and

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) zumindest teilweise mit einem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt sind, und - zumindest eine Pumpe (19) zur Regelung des Austausche von flüssigem Wärmeträgermedium W zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17), die für die erste Verbindungsleitung (13) angeordnet ist. wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and - at least one pump (19) for regulating the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), which is arranged for the first connecting line (13).

In einer Alternative zu diesem ersten Aspekt wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Konstruktionselement (1 ) mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U gelöst, umfassend In an alternative to this first aspect, the above-mentioned object is achieved by a design element (1) with a controllable heat transfer coefficient U, comprising

einen ersten flächigen Hohlraum (15),  a first planar cavity (15),

einen zweiten flächigen Hohlraum (17),  a second planar cavity (17),

ein zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) angeordnetes flächiges Element (9), das mindestens ein isolierendes Material umfasst und dessen Breite und dessen Höhe im Wesentlichen jeweils der Breite und Höhe des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) entspricht,  a flat element (9) which is arranged between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) and which comprises at least one insulating material and whose width and height are substantially equal to the width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17),

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) durch mindestens eine erste Verbindungsleitung (13) durch das flächige Element (9) hindurch untereinander verbunden sind, und  wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are interconnected by at least one first connecting line (13) through the planar element (9), and

wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) zumindest teilweise mit einem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt sind, und zumindest eine Pumpe (19) zur Regelung des Austausche von flüssigem Wärmeträgermedium W zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17), die für die erste Verbindungsleitung (13) angeordnet ist.  wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and at least one pump (19) for controlling the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), which is arranged for the first connecting line (13).

Unter "flächigem Hohlraum" wird in der vorliegenden Erfindung ein in geeigneter Weise abgeschlossenes Volumen verstanden, dessen Breite und/oder Höhe um mindestens eine Größenordnung über dessen Tiefe (d.h. Dicke) liegen. So kann ein flächiger Hohlraum im Sinne der Erfindung als flacher Tank ausgebildet sein. Dieser kann ggf. auch Verstrebungselemente oder Dickenvariationen in der Fläche enthalten; entsprechende Konstruktionen sind dem Fachmann bekannt. By "areal cavity" is meant in the present invention a suitably sealed volume whose width and / or height are at least an order of magnitude above its depth (i.e., thickness). Thus, a flat cavity in the context of the invention may be formed as a flat tank. This may possibly also contain bracing elements or thickness variations in the surface; corresponding constructions are known in the art.

Alternativ kann der erste flächige Hohlraum (15) durch eine erste Platte (3), einen Rahmen (7) und das flächige Element (9) und der zweite flächige Hohlraum (17) durch eine zweite Platte (5), den Rahmen (7) und das flächige Element (9) definiert werden. Das flächige Element (9) bildet quasi eine Trennwand zwischen den beiden flächigen Hohlräumen (15, 17). In diesem Fall dient der Rahmen (7) des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) vor allem zur Einfassung und mechanischen Stabilisierung des Konstruktionselements (1 ) und zur Aufnahme der ersten und zweiten Platten (3, 5), die im Folgenden näher beschrieben werden. Die Oberfläche des flächigen Elements (9) ist in diesem Falle dicht gegen das flüssige Wärmeträgermedium W. Alternatively, the first planar cavity (15) can be replaced by a first plate (3), a frame (7) and the planar element (9) and the second planar cavity (17) by a second plate (5), the frame (7). and the sheet element (9) are defined. The planar element (9) virtually forms a partition wall between the two flat cavities (15, 17). In this case, the frame (7) of the construction element (1) according to the invention is used primarily for enclosing and mechanically stabilizing the construction element (1) and for receiving the first and second plates (3, 5), which are described in more detail below. The surface of the sheet-like element (9) is in this case tight against the liquid heat transfer medium W.

Als Materialien zum Aufbau des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) kommen insbesondere Polymerwerkstoffe (eventuell mit Zusätzen zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit), Glas und Metalle in Frage. Da an den Außenwänden des Konstruktionselements (1 ) ein hoher Wärmedurchgangskoeffizient U in dem mit dem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllten flächigen Hohlraum (15, 17) wünschenswert ist, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die jeweiligen Außenwände des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des der zweiten flächigen Hohlraums (17) aus einem anderen Material gefertigt werden als die zum Inneren des Konstruktionselements (1 ) hin gewandten Wände (z.B. Außenseiten aus Metall, Innenseite aus Polymerwerkstoff). Neben den Wärmeübergangseigenschaften der Wände können durch Materialkombinationen für die Wandmaterialien des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des der zweiten flächigen Hohlraums (17) auch die mechanische Stabilität des Konstruktionselements (1 ) sowie dessen Brandschutzeigenschaften verbessert werden. As materials for the construction of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) are in particular polymer materials (possibly with Additives to increase the thermal conductivity), glass and metals in question. Since a high heat transfer coefficient U in the flat cavity (15, 17) filled with the liquid heat transfer medium W is desirable on the outer walls of the construction element (1), embodiments are also conceivable in which the respective outer walls of the first flat cavity (15) and / or or of the second planar cavity (17) are made of a different material than the interior of the structural element (1) facing walls (eg outer sides of metal, inside of polymer material). In addition to the heat transfer properties of the walls can be improved by material combinations for the wall materials of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) and the mechanical stability of the structural element (1) and its fire protection properties.

Der Rahmen (7) des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) kann insbesondere aus metallischen, polymeren (eventuell faserverstärkten) oder keramischen Werkstoffen oder im Falle eines Konstruktionselements (1 ) gemäß der nachstehend beschriebenen und in den Figuren 1 und 3 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsformen auch aus Holz bzw. holzbasierten Verbundwerkstoffen aufgebaut sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Konstruktionselement (1 ) in sich abgeschlossen ist und damit gut einsetzbar, d.h. verbaubar, gemacht wird. The frame (7) of the construction element (1) according to the invention can also be made of metallic, polymeric (possibly fiber-reinforced) or ceramic materials or in the case of a construction element (1) according to the first and second embodiments described below and shown in Figures 1 and 3 Wood or wood-based composites be constructed. This ensures that the constructional element (1) is self-contained and thus easy to use, i. buildable, is done.

Die Form des Konstruktionselements (1 ) kann in weiten Grenzen frei gewählt und den Anforderungen an seine Einbausituation und/oder Verwendung angepasst werden. Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein näherungsweise quaderförmiges Element. Aber auch andere geometrische Formen sind, abhängig von der Einbausituation, mit dem erfindungsgemäßen Konstruktionselement (1 ) realisierbar beispielsweise die Grundform eines Dreiecks, eines Fünfecks oder dergleichen. The shape of the construction element (1) can be chosen freely within wide limits and adapted to the requirements of its installation situation and / or use. A preferred embodiment is an approximately cuboidal element. But other geometric shapes are, depending on the installation situation, realized with the construction element (1) according to the invention, for example, the basic shape of a triangle, a pentagon or the like.

Das Konstruktionselement (1 ) umfasst zumindest ein flächiges Element (9), das mindestens ein isolierendes Material umfasst und das zentral zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) angeordnet ist. Der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) sind über mindestens eine erste Verbindungsleitung (13) durch das flächige Element (9) hindurch untereinander verbunden, so dass ein Austausch von flüssigem Wärmeträgermedium W zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) möglich ist. Auf diese Weise kann Wärme, die dem flüssigen Wärmeträgermedium W auf einer Seite des Konstruktionselements (1 ) zugeführt wird, auf dessen andere Seite geführt werden. Dieser Austausch von flüssigem Wärmeträgermedium W wird durch die Pumpe (19) bewirkt. The construction element (1) comprises at least one planar element (9) which comprises at least one insulating material and which is arranged centrally between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17). The first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are interconnected via at least one first connecting line (13) through the planar element (9), so that an exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15 ) and the second planar cavity (17) is possible. In this way, heat supplied to the liquid heat transfer medium W on one side of the structural element (1) can be guided to the other side thereof. This exchange of liquid heat transfer medium W is effected by the pump (19).

Es ist insbesondere bevorzugt, wenn es sich bei der ersten Verbindungsleitung (13) um eine Leitung mit geringem Durchmesser handelt. Eine solche Verbindungsleitung (13) mit geringem Durchmesser weist den weiteren Vorteil auf, dass die eine geringere Wärmebrücke zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) darstellt. Vorteilhafterweise ist die erste Verbindungsleitung (13) aus einem thermisch isolierenden Material aufgebaut, beispielsweise einem Polymerwerkstoff. Als "geringer Durchmesser" ist ein Maß von 0, 1 cm bis 2 cm, insbesondere von 0,2 cm bis 1 cm, bevorzugt. It is particularly preferred if the first connection line (13) is a line with a small diameter. Such a connection line (13) with a small diameter has the further advantage that it represents a lower thermal bridge between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17). Advantageously, the first connecting line (13) is constructed of a thermally insulating material, for example a polymer material. As a "small diameter" is a measure of 0, 1 cm to 2 cm, in particular from 0.2 cm to 1 cm, preferred.

Das flächige Element (9) umfasst mindestens ein isolierendes Material, das insbesondere aus Platten aus Polymerschäumen (bspw. aus Polyurethan (PUR- oder PI R-Schäume oder TPU-basierte Partikelschäume), Polystyrol oder dessen Copolymeren sowie Melaminharzen), isolierenden Faserplatten technischen oder natürlichen Ursprungs (bspw. Mineralwolle, Pflanzenfasermatten, Holzfaserplatten, Wollfaserplatten), Hohlräumen mit Schüttungen technischer oder natürlicher poröser bzw. faseriger Dämmstoffe wie z.B. Polystyrolschaum-Perlen, Cellulose- und anderen Pflanzenfaser-Zubereitungen, Wollfasern, porösen mineralischen Granulaten, Aerogelen), Dämmplatten aus mineralischen Materialien (bspw. Silica-Aerogel, Schäume zementöser oder gipsbasierter Werkstoffe, Glasschäume) sowie Dämmplatten aus organisch/anorganischen Hybridwerkstoffen, direkt am Ort des flächigen Elements erzeugten Schäumen aus organischen, anorganischen oder hybriden Werkstoffen ausgewählt wird. Im Falle eines Konstruktionselements (1 ) der nachstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten alternativen Weiterbildung der ersten Ausführungsform müssen entweder vollständig geschlossenzellige und flüssigkeitsfeste Materialien für das flächige Element (9) gewählt werden oder dieses noch mit einer für das flüssige Wärmeträgermedium W vollständig undurchlässigen Beschichtung ausgestattet werden. The planar element (9) comprises at least one insulating material, in particular of sheets of polymer foams (for example of polyurethane (PUR or PI R foams or TPU-based particle foams), polystyrene or its copolymers and melamine resins), insulating fiberboard technical or of natural origin (eg mineral wool, plant fiber mats, wood fiber boards, wool fiber boards), cavities with beds of technical or natural porous or fibrous insulation materials such as Polystyrene foam beads, cellulose and other vegetable fiber preparations, wool fibers, porous mineral granules, aerogels), insulating boards of mineral materials (eg silica airgel, foams of cementitious or gypsum-based materials, glass foams) as well as insulation boards of organic / inorganic hybrid materials, directly on the Foam produced at the location of the planar element is selected from organic, inorganic or hybrid materials. In the case of a construction element (1) of the alternative embodiment of the first embodiment described below and shown in Figure 2 either completely closed-cell and liquid-resistant materials for the sheet element (9) must be selected or this still equipped with a completely impermeable to the liquid heat transfer medium W coating become.

Die Formulierung "im Wesentlichen" in Bezug auf die Höhe und die Breite des flächigen Elements (9) bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Größe des flächigen Elements (9) der Größe des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) im Rahmen der Fertigungstoleranzen genau entspricht. Aus Gründen der praktischen Auslegung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) kann die Größe des flächigen Elements (9) jedoch um bis zu ± 5 % variieren, ohne von der Erfindung abzuweichen. Mit der in dem erfindungsgemäßen Konstruktionselement (1 ) vorgesehenen Pumpe (19) kann die Strömung des flüssigen Wärmeträgermediums W gezielt geregelt werden. Durch Anhalten der Pumpe (19) kann ferner jegliche Strömung unterbunden werden. In diesem Zustand wird der Wärmedurchgangskoeffizient U des Konstruktionselements (1 ) weitgehend durch den Wärmedurchgangskoeffizienten des flächigen Elements (9) bestimmt. Demensprechend wirkt das Konstruktionselement (1 ) bei angehaltener, d.h. sperrender, Pumpe (19) wie eine thermische Isolierung. Wird eine Konvektionsströmung zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) in Gang gesetzt, wird der Wärmetransport zwischen beiden Seiten des Konstruktionselements (1 ) vor allem durch diesen Vorgang bestimmt. Es hat sich dabei gezeigt, dass bereits vergleichsweise geringe Flussraten im Bereich von ca. 1 ml/sm2 bis 10 ml/sm2 für ein wasserbasiertes flüssiges Wärmeträgermedium W ausreichen, um hierdurch effektive Wärmedurchgangskoeffizienten U im Bereich von 4 W/m2K oder höher zu erreichen. The expression "essentially" with respect to the height and the width of the planar element (9) in the present context means that the size of the planar element (9) is the size of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) within the manufacturing tolerances exactly. For reasons of practical design of the construction element (1) according to the invention, however, the size of the planar element (9) can vary by up to ± 5%, without deviating from the invention. With the provided in the construction element (1) according to the invention pump (19), the flow of the liquid heat transfer medium W can be controlled specifically. Further, by stopping the pump (19), any flow can be inhibited. In this state, the heat transfer coefficient U of the structural element (1) is largely determined by the heat transfer coefficient of the sheet-like element (9). Demensprechend acts the construction element (1) with stopped, ie blocking, pump (19) as a thermal insulation. If a convection flow between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is set in motion, the heat transfer between both sides of the structural element (1) is mainly determined by this process. It has been found that already comparatively low flow rates in the range of about 1 ml / sm 2 to 10 ml / sm 2 are sufficient for a water-based liquid heat transfer medium W, thereby effective heat transfer coefficients U in the range of 4 W / m 2 K or reach higher.

Die für den Betrieb der Pumpe (19) notwendige Energie kann vorteilhafterweise mittels Photovoltaik-Elementen gesammelt werden, die auf der als Außenseite verwendeten Seite des Konstruktionselements (1 ) angebracht sind. Der erzeugte Strom kann in entsprechenden am oder im Konstruktionselement (1 ) vorgesehenen Akkumulatoren gespeichert werden, die dann die Pumpe (19) versorgen. Bei dieser Ausgestaltung ist jedes Konstruktionselement (1 ) so weit autark, dass keine Verkabelung oder dergleichen nötig ist. The energy necessary for the operation of the pump (19) can advantageously be collected by means of photovoltaic elements which are mounted on the side of the construction element (1) used as the outside. The generated power can be stored in appropriate on or in the construction element (1) provided accumulators, which then supply the pump (19). In this embodiment, each structural element (1) is sufficiently self-sufficient that no cabling or the like is necessary.

Es ist ferner möglich, für die Pumpe (19) eine drahtlose Kommunikation mit einem externen System (bspw. einer Gebäudetechnik) vorzusehen, um die Pumpe (19) bedarfsgerecht zu steuern. Für die drahtlose Kommunikation kann die notwendige Energie ebenfalls aus dem vorstehend beschriebenen Akkumulator zugeführt werden. It is also possible to provide the pump (19) with wireless communication with an external system (eg, a building technology) to control the pump (19) as needed. For wireless communication, the necessary energy can also be supplied from the accumulator described above.

Der Begriff "Konstruktionselement", wie er hier verwendet wird, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass das Konstruktionselement (1 ) sowohl für Wand- als auch für Dachflächen geeignet ist. Das Konstruktionselement (1 ) ist bevorzugt selbsttragend ausgeführt und kann daher eigenständig in einen Rohbau eines Gebäudes oder die Außenwände eines Fahrzeugs als Wand- und/oder Dachelement eingesetzt werden. As used herein, the term "structural element" is to be understood in the context of the present invention to mean that the structural element (1) is suitable for both wall and roof surfaces. The construction element (1) is preferably self-supporting and can therefore be used independently in a shell of a building or the outer walls of a vehicle as a wall and / or roof element.

Der Wärmedurchgangskoeffizient U (früher auch „k-Wert") beschreibt einen Wärmeausgleich infolge einer Temperaturdifferenz zwischen unterschiedlichen Energiesystemen. Der Wärmedurchgangskoeffizient U ist somit ein Maß für den Wärmestromdurchgang. Die Leistung (Energiemenge pro Zeiteinheit), welche durch eine Fläche von einem Quadratmeter fließt, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Luft auf beiden Seiten einer Wand ein Kelvin beträgt, wird als Wärmedurchgangskoeffizient U angegeben. Der Wärmedurchgangskoeffizient U wird international im Standard EN ISO 6946 definiert. Seine Maßeinheit ist W/(m2K). Die Ermittlung von genauen Wärmedurchgangskoeffizienten U verschiedener Materialien ist dem Fachmann bekannt. Die erforderlichen Bemessungswerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten U sind in den Normen EN 12524 und DIN 4108-4 festgelegt. Der Wärmedurchgangskoeffizient U wird durch die Wärmeleitfähigkeit und die Dicke der verwendeten Materialien bestimmt, zusätzlich aber auch durch Wärmestrahlung und Konvektion an den Oberflächen des Bauteils. Er gibt somit den Wärmestromdurchgang durch eine ein- oder mehrlagige Materialschicht an, wenn auf beiden Seiten verschiedene Temperaturen anliegen. Bei dem erfindungsgemäßen Konstruktionselement (1 ) kann der Wärmedurchgangskoeffizient U zwischen einem durch das im Konstruktionselement (1 ) enthaltene isolierende Material des flächigen Elements (9) bestimmten Wert sowie einem durch gezielte Konvektionsbewegungen des flüssigen Wärmeträgermediums W bestimmten Wert variiert werden. The heat transfer coefficient U (formerly also "k-value") describes a heat balance due to a temperature difference between different energy systems, thus the heat transfer coefficient U is a measure of the heat flow passage. if the temperature difference between the air on both sides of a wall is one Kelvin, the heat transfer coefficient is U. The heat transfer coefficient U is defined internationally in the standard EN ISO 6946. Its unit of measurement is W / (m 2 K) The determination of exact heat transfer coefficients U The required design values for the heat transfer coefficient U are defined in the standards EN 12524 and DIN 4108-4. The heat transfer coefficient U is determined by the thermal conductivity and the thickness of the materials used, but also by heat radiation and convection at the surfaces of the component. He thus indicates the flow of heat through a single or multilayer material layer, when applied to both sides different temperatures. In the construction element (1) according to the invention, the heat transfer coefficient U can be varied between a value determined by the insulating material of the planar element (9) contained in the construction element (1) and a value determined by specific convective movements of the liquid heat transfer medium W.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist aus Gründen der gezielten Steuerung des Wärmehaushalts das flächige Element (9) einen Wärmedurchgangskoeffizienten U von höchstens 0,5 W/m2K, bevorzugt zwischen 0,35 W/m2K und 0,08 W/m2K, auf. Es hat sich für das gezielte Regeln der Strömung des flüssigen Wärmeträgermediums W von außen als vorteilhaft erwiesen, wenn der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) das gleiche Fassungsvermögen für das flüssige Wärmeträgermedium W aufweisen. Hierdurch werden Totmengen an flüssigem Wärmeträgermedium W vermieden, die zu einer unnötig großen thermischen Trägheit des Systems führen würden. "Das gleiche Fassungsvermögen" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass dieses um bis zu ± 5 % abweichen kann, im Rahmen der Fertigungstoleranzen jedoch bevorzugt das gleiche Fassungsvermögen vorhanden ist. In a further development of the invention, for reasons of targeted control of the heat budget, the planar element (9) has a heat transfer coefficient U of at most 0.5 W / m 2 K, preferably between 0.35 W / m 2 K and 0.08 W / m 2 K on. It has proved to be advantageous for the targeted regulation of the flow of the liquid heat transfer medium W from the outside when the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) have the same capacity for the liquid heat transfer medium W. As a result, dead amounts of liquid heat transfer medium W are avoided, which would lead to an unnecessarily large thermal inertia of the system. "The same capacity" in this context means that this may vary by up to ± 5%, but in the context of manufacturing tolerances preferably the same capacity is available.

Ferner kann in einer Weiterbildung das flüssige Wärmeträgermedium W Wasser und ein anorganisches oder organisches Frostschutzmittel umfassen. Wasser weist für die vorliegende Erfindung eine sehr gute Balance zwischen Wärmekapazität, Verfügbarkeit und Umweltverträglichkeit auf. Da das erfindungsgemäße Konstruktionselement (1 ) bei seinem Einsatz auch Minustemperaturen ausgesetzt ist, sollte bei Verwendung von Wasser ein geeigneter Frostschutz vorgesehen werden. Erfindungsgemäße Beispiele sind Glysantin® (Handelsprodukt der BASF SE, Hauptbestandteil Monoethylenglykol) oder wasserlösliche Salze insbesondere der Elemente Na, K, Mg und Ca. Furthermore, in a development, the liquid heat transfer medium W may comprise water and an inorganic or organic antifreeze. Water has a very good balance between heat capacity, availability and environmental compatibility for the present invention. Since the construction element (1) according to the invention is also exposed to minus temperatures during its use, a suitable antifreeze protection should be provided when using water. Examples according to the invention are Glysantin® (commercial product of BASF SE, main constituent monoethylene glycol) or water-soluble salts, in particular of the elements Na, K, Mg and Ca.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verbindungsleitung (13) im vertikal unteren Bereich des flächigen Elements (9) und eine zweite Verbindungsleitung (1 1 ) im vertikal oberen Bereich des flächigen Elements (9) angeordnet, so dass der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) über die erste Verbindungsleitung (13) und die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) so in Verbindung stehen, dass zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) über die erste Verbindungsleitung (13) und die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) eine Konvektionsströmung des flüssigen Wärmeträgermediums W fließen kann. Die Angaben "vertikal oben" und "vertikal unten" sind im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass sie sich nicht nur auf senkrecht ausgerichtete Konstruktionselemente (1 ) beziehen, sondern auch auf Konstruktionselemente (1 ), die mit einem bestimmten Winkel gegenüber der Senkrechten angeordnet sind. In a first preferred embodiment of the invention, the first connecting line (13) is arranged in the vertically lower region of the planar element (9) and a second connecting line (11) in the vertically upper region of the planar element (9), so that the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) via the first connecting line (13) and the second connecting line (1 1) are in communication so that between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) via the First connecting line (13) and the second connecting line (1 1) can flow a convection flow of the liquid heat transfer medium W. The terms "vertically above" and "vertically below" are to be understood within the meaning of the present invention that they relate not only to vertically oriented structural elements (1), but also to structural elements (1), which with a certain angle to the Vertical are arranged.

"Vertikal unterer Bereich" bzw. "vertikal oberer Bereich" bedeuten, dass die erste Verbindungsleitung (13) bzw. die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) im unteren, bzw. oberen Drittel, vorzugsweise im unteren, bzw. oberen Viertel, bevorzugt im unteren, bzw. oberen Fünftel, insbesondere in den unteren, bzw. oberen 5 % des flächigen Elements (9) angeordnet sind. "Vertically lower area" or "vertically upper area" mean that the first connecting line (13) or the second connecting line (11) in the lower or upper third, preferably in the lower or upper quarter, preferably in the lower , or upper fifth, in particular in the lower, or upper 5% of the sheet-like element (9) are arranged.

In dieser ersten Ausführungsform wird die Pumpe (19) dazu eingesetzt, eine Konvektionsströmung des flüssigen Wärmeträgermediums W zu bewirken, bspw. von dem ersten flächigen Hohlraum (15), in dem das flüssige Wärmeträgermedium W aus dem Inneren eines Gebäudes heraus erwärmt wird, durch die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) in den zweiten flächigen Hohlraum (17), wo das flüssige Wärmeträgermedium W seine Wärme nach außen abgeben kann, und zurück über die erste Verbindungsleitung (13) in den ersten flächigen Hohlraum (15). Um die vorstehend beschriebene Konvektionsströmung des flüssigen Wärmeträgermediums W effizient ausführen, d.h. gezielt von außen regeln, zu können, ist es vorteilhaft, wenn der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) vollständig mit dem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt sind. Die Formulierung " vollständig gefüllt" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf den Umstand, dass in der Praxis der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) nicht zu exakt 100 % gefüllt werden können. In this first embodiment, the pump (19) is used to cause a Konvektionsströmung the liquid heat transfer medium W, for example. From the first planar cavity (15) in which the liquid heat transfer medium W is heated from the inside of a building, through the second connecting line (1 1) in the second planar cavity (17), where the liquid heat transfer medium W can give off its heat to the outside, and back via the first connecting line (13) in the first planar cavity (15). In order to efficiently carry out the above-described convection flow of the liquid heat transfer medium W, i. to control specifically from the outside, it is advantageous if the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are completely filled with the liquid heat transfer medium W. The phrase "completely filled" in this context refers to the fact that in practice the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) can not be filled to exactly 100%.

Dabei hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) jeweils ein Fassungsvermögen von 0,5 l/m2 bis 10 l/m2, bevorzugt zwischen 1 l/m2 und 5 l/m2, aufweisen. It has proven to be useful if the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) each have a capacity of 0.5 l / m 2 to 10 l / m 2 , preferably between 1 l / m 2 and 5 l / m 2 .

Dabei kann der erste flächige Hohlraum (15) ein lichtes Maß x und/oder der zweite flächige Hohlraum (17) ein lichtes Maß y von jeweils 0, 1 cm bis 1 ,0 cm, insbesondere 0, 1 cm bis 0,5 cm, aufweisen. Unter "lichtes Maß " ist im Sinne der vorliegenden Erfindung der mittlere Querschnitt des jeweiligen Hohlraums (15, 17) bezeichnet, bspw. das mittlere Innenmaß eines Tanks oder der mittlere Abstand zwischen einer ersten oder zweiten Platte (3, 5) und dem flächigen Element (9). In this case, the first areal cavity (15) can have a clear dimension x and / or the second areal cavity (17) can have a clear dimension y of 0, 1 cm to 1, 0 cm, in particular 0, 1 cm to 0.5 cm, exhibit. For the purposes of the present invention, "light dimension" designates the average cross section of the respective cavity (15, 17), for example the mean inner dimension of a tank or the mean distance between a first or second plate (3, 5) and the planar element (9).

In einer zweiten, alternativen Ausführungsform der Erfindung weist das Konstruktionselement (1 ) nur die erste Verbindungsleitung (13) auf und das in dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) enthaltene Volumen des flüssigen Wärmeträgermediums W nimmt 50 % bis 60 % des gesamten Volumens ein, das der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) umschließen. Ferner umfasst das vorstehend genannte gesamte Volumen neben dem jeweiligen Volumen des ersten flächigen Hohlraums (15) und des zweiten flächigen Hohlraums (17) auch die Volumina, die von der ersten Verbindungsleitung (13) sowie der Pumpe (19) umschlossen werden. Diese beiden Volumina sind jedoch im Vergleich zu den Volumina des ersten flächigen Hohlraums (15) und des zweiten flächigen Hohlraum (17) gering. In a second alternative embodiment of the invention, the construction element (1) has only the first connection line (13) and the volume of the liquid heat transfer medium W contained in the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is 50% 60% of the total Volume, which surround the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17). Further, the above-mentioned entire volume in addition to the respective volume of the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) also includes the volumes which are enclosed by the first connecting line (13) and the pump (19). However, these two volumes are low compared to the volumes of the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17).

Die Pumpe (19) wird dazu eingesetzt, das flüssige Wärmeträgermedium W gezielt von dem ersten flächigen Hohlraum (15) durch die erste Verbindungsleitung (13) in den zweiten flächigen Hohlraum (17) zu pumpen. Das Volumen an flüssigem Wärmeträgermedium W muss in jedem Fall so dimensioniert sein, dass entweder der erste flächige Hohlraum (15) oder der zweite flächige Hohlraum (17) und die Verbindungsleitung (13) vollständig gefüllt werden können. Im Betrieb des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) der zweiten, alternativen Ausführungsform befindet sich das flüssige Wärmeträgermedium W abwechselnd vollständig entweder in dem ersten flächigen Hohlraum (15) oder in dem zweiten flächigen Hohlraum (17). Das in der zweiten, alternativen Ausführungsform eingesetzte flüssige Wärmeträgermedium W umfasst ebenfalls Wasser. Die Zugabe eines anorganischen oder organischen Frostschutzmittels ist in diesem Fall nicht vorgesehen, da beim Einsatz dieses Konstruktionselements (1 ) bei Minustemperaturen das flüssige Wärmeträgermedium W auf die Seite des Konstruktionselements (1 ) gepumpt wird, die einem Gebäude oder Fahrzeug zugewandt ist, d.h. auf die "warme" Innenseite. Das Vorhandensein von anorganischen oder organischen Frostschutzmitteln im flüssigen Wärmeträgermedium W ist jedoch andererseits für die zweite, alternative Ausführungsform nicht hinderlich. Das flüssige Wärmeträgermedium W, das bspw. im ersten flächigen Hohlraum (15) aus dem Inneren eines Gebäudes heraus erwärmt wurde, wird in den zweiten flächigen Hohlraum (17) gepumpt, wo es seine Wärme nach außen wieder abgeben kann. Der erste flächige Hohlraum (15) ist dann mit Ausnahme von unvermeidlichen aber vernachlässigbaren Mengen von dem flüssigen Wärmeträgermedium W entleert. The pump (19) is used to pump the liquid heat transfer medium W targeted by the first planar cavity (15) through the first connecting line (13) in the second planar cavity (17). The volume of liquid heat transfer medium W must be dimensioned in any case so that either the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) and the connecting line (13) can be completely filled. In operation of the construction element (1) according to the invention of the second, alternative embodiment, the liquid heat transfer medium W is alternately completely either in the first planar cavity (15) or in the second planar cavity (17). The liquid heat transfer medium W used in the second alternative embodiment also comprises water. The addition of an inorganic or organic antifreeze is not provided in this case, since the use of this structural element (1) at minus temperatures the liquid heat transfer medium W is pumped to the side of the structural element (1), which faces a building or vehicle, i. on the "warm" inside. On the other hand, the presence of inorganic or organic antifreeze in the liquid heat transfer medium W is not a hindrance to the second alternative embodiment. The liquid heat transfer medium W, which, for example, in the first planar cavity (15) has been heated from the inside of a building, is pumped into the second planar cavity (17), where it can release its heat to the outside again. The first planar cavity (15) is then emptied of the liquid heat transfer medium W except for unavoidable but negligible amounts.

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, wenn in der zweiten, alternativen Ausführungsform im vertikal oberen Bereich des flächigen Elements (9) eine Druckausgleichsleitung zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) vorgesehen ist, so dass das Gasvolumen über dem flüssigen Wärmeträgermedium W bei dessen Einpumpen in den ersten flächigen Hohlraum (15) oder den zweiten flächigen Hohlraum (17) in den jeweils anderen flächigen Hohlraum (15, 17) ausweichen kann. Die Druckausgleichsleitung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass kein Übertritt von flüssigem Wärmeträgermedium W erfolgt, bspw. durch ein Rückschlagventil. It has proven to be useful if in the second alternative embodiment in the vertical upper region of the sheet-like element (9) a pressure equalization line between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) is provided, so that the gas volume over the liquid heat transfer medium W when it is pumped into the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) in the other two-dimensional cavity (15, 17) can escape. The pressure equalization line is preferably designed that no transfer of liquid heat transfer medium W takes place, for example. By a check valve.

In dieser zweiten Ausführungsform hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) jeweils ein Fassungsvermögen zwischen 1 l/m2 und 100 l/m2, bevorzugt zwischen 5 l/m2 und 40 l/m2, aufweisen. Fassungsvermögen in diesem Bereich stellen einen guten Kompromiss zischen einer ausreichenden thermischen Speicherkapazität des darin aufgenommenen flüssigen Wärmeträgermediums W und einem gut handhabbaren Gewicht des Konstruktionselements (1 ) der zweiten, alternativen Ausführungsform dar. In this second embodiment, it has proven to be expedient if the first areal cavity (15) and the second areal cavity (17) each have a capacity of between 1 l / m 2 and 100 l / m 2 , preferably between 5 l / m 2 and 40 l / m 2 . Capacities in this area represent a good compromise between sufficient thermal storage capacity of the liquid heat transfer medium W received therein and a manageable weight of the structural element (1) of the second, alternative embodiment.

Dabei kann das lichte Maß x des ersten flächigen Hohlraums (17) und/oder das lichte Maß y des zweiten flächigen Hohlraums (17) jeweils 0,5 cm bis 10,0 cm, insbesondere 0,5 cm bis 4,0 cm, betragen. In this case, the clear dimension x of the first planar cavity (17) and / or the clear dimension y of the second planar cavity (17) may each be 0.5 cm to 10.0 cm, in particular 0.5 cm to 4.0 cm ,

In einer Weiterbildung der zweiten Ausführungsform ist in dem ersten flächigen Hohlraum (15) und/oder dem zweiten flächigen Hohlraum (17) jeweils ein Folienkammersystem vorgesehen, das auf dem flüssigen Wärmeträgermedium W schwimmfähig ist und bei von dem flüssigen Wärmeträgermedium W entleertem ersten flächigen Hohlraum (15) oder zweiten flächigen Hohlraum (17) diesen in voll entfaltetem Zustand vollständig ausfüllt. In a further development of the second embodiment, in each case a film chamber system is provided in the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17), which is buoyant on the liquid heat transfer medium W and at first of the liquid heat transfer medium W emptied first planar cavity ( 15) or second flat cavity (17) completely fills it in fully unfolded state.

Das Folienkammersystem weist insbesondere an seiner Unterseite ein Schwimmerelement auf, das auf der Oberfläche des flüssigen Wärmeträgermediums W schwimmt. An seiner Oberseite ist es an der oberen Innenseite des ersten flächigen Hohlraums (15) oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) des Konstruktionselements (1 ) angebracht. Wird das flüssige Wärmeträgermedium W von einem flächigen Hohlraum (15, 17) in den anderen gepumpt, entfaltet sich das Folienkammersystem, so dass es in voll entfaltetem Zustand das Volumen des jeweiligen entleerten flächigen Hohlraums (15, 17) voll ausfüllt und damit eine ggf. auftretende Konvektion des enthaltenen Gasvolumens unterbindet. Hierdurch wird ein noch geringerer Wärmedurchgangskoeffizient U des Gesamtsystems erreicht. Zudem kann das Folienkammersystem mit einer reflektierenden Oberfläche versehen sein, um eine weitere Verbesserung der Isolierungswirkung zu erreichen. The film chamber system has, in particular on its underside, a float element which floats on the surface of the liquid heat transfer medium W. At its upper side, it is attached to the upper inner side of the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) of the structural element (1). If the liquid heat transfer medium W is pumped from one planar cavity (15, 17) into the other, the film chamber system unfolds, so that it completely fills the volume of the respective empty flat cavity (15, 17) when fully deployed, and thus an optionally occurring convection of the contained gas volume prevents. As a result, an even lower heat transfer coefficient U of the entire system is achieved. In addition, the film chamber system may be provided with a reflective surface to achieve a further improvement of the insulating effect.

Es hat sich für die erste und zweite Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen, wenn der erste flächige Hohlraum (15) und/oder der zweite flächige Hohlraum (17) an der Oberfläche dreidimensional strukturiert ist/sind. Durch diese dreidimensionale Strukturierung können die Effekte der Konventionsströmung in der ersten Ausführungsform und die Wärmeströmung in der zweiten Ausführungsform effektiver geleitet werden. Außerdem kann die mechanische Stabilität des jeweiligen flächigen Hohlraums (15, 17) verbessert werden. Bei der Verwendung eines Folienkammersystems muss die Strukturierung so beschaffen sein, dass trotzdem das Ein- und Ausfalten des schwimmenden Folienkammersystems möglich ist. It has proven to be advantageous for the first and second embodiments when the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) is / are structured on the surface in three dimensions. Through this three-dimensional patterning, the effects of the conventional flow in the first embodiment and the heat flow in the second embodiment can be conducted more effectively. In addition, the mechanical stability of the respective planar cavity (15, 17) can be improved. When using a Foil chamber system, the structuring must be such that still the folding and unfolding of the floating film chamber system is possible.

Das flächige Element (9) kann insbesondere aus einem mineralischen, metallischen, polymeren und/oder bioorganischen Werkstoff gebildet sein. Dies ist dann von Vorteil, wenn das Konstruktionselement (1 ) nicht als lichtdurchlässiges Bauteil verwendet werden soll, sondern bspw. erhöhten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist (metallischer Werkstoff, faserverstärktes Polymer) oder rein der Wärmedämmung dienen soll (mineralischer und/oder polymerer Werkstoff). Ferner ist es mit dieser Ausführungsform möglich, auch ökologisch besonders verträgliche Konstruktionselemente (1 ) zu schaffen (bioorganische Werkstoffe). Dabei kann das verwendete Material offenporig oder geschlossenzellig sein. The planar element (9) can in particular be formed from a mineral, metallic, polymeric and / or bioorganic material. This is advantageous if the construction element (1) should not be used as a translucent component, but is exposed to increased mechanical stresses (metallic material, fiber-reinforced polymer) or purely for thermal insulation (mineral and / or polymeric material). Furthermore, it is possible with this embodiment, also ecologically particularly compatible design elements (1) to create (bio-organic materials). The material used may be open-pored or closed-cell.

Soweit zusätzlich die außen liegenden Flächen des ersten flächigen Hohlraums (15) oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) des Konstruktionselements (1 ) in einer geeigneten Weise beschichtet oder anderweitig modifiziert wurden, dass sie die einfallende Sonnenstrahlung direkt oder diffus reflektieren kann, findet durch das Konstruktionselement (1 ) tagsüber eine besonders geringe Aufheizung durch die Sonneneinstrahlung statt. In addition, as far as the outer surfaces of the first planar cavity (15) or the second planar cavity (17) of the structural element (1) have been suitably coated or otherwise modified so as to reflect the incident solar radiation directly or diffusely, it is Construction element (1) during the day a particularly low heating by solar radiation instead.

In einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung des vorstehend beschriebenen Konstruktionselements (1 ) als Wand- und/oder Dachelement in Gebäuden oder Fahrzeugen, insbesondere in Wasserfahrzeugen. Im Folgenden wird die Erfindung Anhang Gebäuden erläutert, gilt aber prinzipiell ebenso für Fahrzeuge, insbesondere Wasserfahrzeuge. In a second aspect, the present invention relates to the use of the construction element (1) described above as a wall and / or roof element in buildings or vehicles, in particular in watercraft. In the following, the invention annex buildings is explained, but in principle also applies to vehicles, especially watercraft.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ) zur Abführung von Wärme von einer ersten Seite des Konstruktionselements (1 ) zu dessen zweiter Seite. Dieser Aspekt kann insbesondere dazu verwendet werden, um in der warmen Jahreszeit während der kühleren Nachtstunden oder während einzelner kühlerer Tage Wärme aus einem Gebäude gezielt nach draußen abzuführen, d.h. eine gezielte Kühlung des Gebäudes zu bewirken. Dabei kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf Wohnungen und Büros angewendet werden, um ein angenehmes Klima zu schaffen, sondern auch auf Räume, in denen durch Maschinen viel Wärme erzeugt wird, bspw. Werkhallen oder Server-Räume. A third aspect of the present invention relates to the use of the structural element (1) according to the invention for dissipating heat from a first side of the structural element (1) to its second side. In particular, this aspect can be used to purposely dissipate heat from a building to the outside during the warmer months during cooler night hours or during individual cooler days, i. to effect a targeted cooling of the building. In this case, the present invention can be applied not only to apartments and offices to create a pleasant climate, but also to rooms in which a lot of heat is generated by machines, for example, factory buildings or server rooms.

Aber auch in umgekehrter Richtung kann die Erfindung eingesetzt werden, bspw. um an sonnigen Tagen in der kalten Jahreszeit auf der Außenseite eines Gebäudes über das Konstruktionselement (1 ) der vorliegenden Erfindung Wärme aufzunehmen und zum Heizen in das Gebäude gezielt einzuleiten. Daher kann bei der vorstehend beschriebenen Verwendung die thermische Kapazität des flüssigen Wärmeträgermediums W insbesondere als thermische Masse eingesetzt werden. Die thermische Kapazität, d.h. das thermische Speichervermögen (auch thermische Masse genannt), die für diese Zwecke zur Verfügung steht, ist umso größer, je größer die im Element enthaltene Menge an flüssigem Wärmeträgermedium W ist. Eine beliebige Steigerung dieser Menge ist jedoch aus Gründen des Gewichts und der zunehmenden thermischen Trägheit der Flüssigkeitsmenge nicht sinnvoll. But also in the opposite direction, the invention can be used, for example. On sunny days in the cold season on the outside of a building on the construction element (1) of the present invention absorb heat and initiate targeted heating for heating in the building. Therefore, in the above-described use, the thermal capacity of the liquid Heat transfer medium W are used in particular as a thermal mass. The thermal capacity, ie the thermal storage capacity (also called thermal mass), which is available for these purposes, is greater, the larger the amount of liquid heat transfer medium W contained in the element. However, any increase in this amount is not meaningful for reasons of weight and increasing thermal inertia of the amount of liquid.

Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements (1 ), insbesondere nach der zweiten Ausführungsform, wobei das flüssige Wärmeträgermedium W gegen externe Wärmeoder Kälte-Reservoire gekoppelt wird. Solche Reservoire können kaltes Grundwasser oder das (kalte) Trinkwassernetz sein oder aber lokale Warmwassertanks. Furthermore, the present invention relates to the use of the construction element (1) according to the invention, in particular according to the second embodiment, wherein the liquid heat transfer medium W is coupled against external heat or cooling reservoirs. Such reservoirs can be cold groundwater or the (cold) drinking water network or local hot water tanks.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten, die Erfindung aber nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele und der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. Es zeigen: Other features, advantages and applications will become apparent from the following description of the preferred, the invention but not limiting embodiments and the figures. All the described features alone or in any combination form the subject matter of the invention, also independent of their summary in the claims or their relations. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Konstruktionselements 1 in einer ersten Fig. 1 is a schematic representation of a construction element 1 in a first

Ausführungsform der Erfindung,  Embodiment of the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung eines Fig. 2 is a schematic representation of a development of a

Konstruktionselements 1 in einer ersten Ausführungsform der Erfindung und  Construction element 1 in a first embodiment of the invention and

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Konstruktionselements in einer zweiten Fig. 3 is a schematic representation of a construction element in a second

Ausführungsform der Erfindung. Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1. Das Konstruktionselement 1 wird durch einen ersten flächigen Hohlraum 15 und einen zweiten flächigen Hohlraum 17 mit einem flächigen Element 9 dazwischen gebildet. Die flächigen Hohlräume 15, 17 sind hier als flache Tanks ausgebildet, die bspw. außen aus einem Metall und innen aus einer Beschichtung aus einem Polymerwerkstoff bestehen können. Durch das flächige Element 9 führt im unteren Bereich eine erste Verbindungsleitung 13 mit darin vorgesehener Pumpe 19. Im oberen Bereich ist eine zweite Verbindungsleitung 1 1 vorgesehen. In den flächigen Hohlräumen 15, 17 ist schraffiert das flüssige Wärmeträgermedium W dargestellt, das hier nicht mit einem Bezugszeichen versehen ist. Stellvertretend für alle Figuren sind in Figur 1 das lichte Maß x des ersten flächigen Hohlraums 15 und das lichte Maß y des zweiten flächigen Hohlraums 17 angegeben Embodiment of the invention. Figure 1 shows a first embodiment of a construction element according to the invention 1. The construction element 1 is formed by a first planar cavity 15 and a second planar cavity 17 with a sheet-like element 9 therebetween. The flat cavities 15, 17 are here designed as flat tanks, which may for example consist of a metal on the outside and a coating of a polymer material on the inside. Through the planar element 9 leads in the lower region, a first connecting line 13 with pump 19 provided therein in the upper region, a second connecting line 1 1 is provided. The liquid heat transfer medium W, which is not provided with a reference numeral here, is hatched in the two-dimensional cavities 15, 17. Representative of all figures are given in Figure 1, the clear dimension x of the first planar cavity 15 and the clear dimension y of the second planar cavity 17

Um eine Konvektionsströmung des flüssigen Wärmeträgermediums W zu erzeugen, wird dieses durch die Pumpe 19 gezielt von einem flächigen Hohlraum 15, 17 in den anderen gepumpt. Je nach gewünschter Wirkungsweise wird entweder von innen erwärmtes flüssiges Wärmeträgermedium W auf die Außenseite des Konstruktionselements 1 gepumpt, um beispielsweise ein Gebäude zu kühlen. Umgekehrt kann Wärme von außen dem Gebäude nach innen hin zugeführt werden. Ist kein Austausch gewünscht, wird die Pumpe 19 gezielt angehalten und damit jegliche Konvektionsströmung unterbunden. Das Konstruktionselement 1 wirkt in diesem Fall als Isolierung. To generate a convection flow of the liquid heat transfer medium W, this is pumped by the pump 19 targeted by a flat cavity 15, 17 in the other. Depending on the desired mode of action is either pumped from the inside heated liquid heat transfer medium W on the outside of the structural element 1, for example, to cool a building. Conversely, heat from outside the building can be fed inwards. If no replacement is desired, the pump 19 is selectively stopped and thus prevented any convection flow. The construction element 1 acts in this case as insulation.

Figur 2 zeigt eine Weiterbildung der ersten Ausführungsform. Hier ist das Konstruktionselement 1 durch einen Rahmen 7 aufgebaut, der vier Seiten des Konstruktionselements 1 bildet, nämlich Ober- und Unterseite sowie die Seitenflächen. In der Darstellung der Figur 2 ist der Rahmen 7 im Schnitt nur oben und unten dargestellt. In dem Rahmen 7 sind gegenüberliegend zwei Platten 3, 5, d.h. eine erste Platte 3 und eine zweite Platte 5, angeordnet. Zwischen den beiden Platten 3, 5 ist ein flächiges Element 9 so angeordnet, dass es seitlich, oben und unten jeweils mit dem Rahmen 7 abschließt. Ferner ist das flächige Element 9 mit einem lichten Maß x zur ersten Platte 3 und mit einem lichten Maß y zur zweiten Platte 5 angeordnet. Durch das flächige Element 9 führt auch hier im unteren Bereich eine erste Verbindungsleitung 13 mit darin vorgesehener Pumpe 19. Im oberen Bereich ist eine zweite Verbindungsleitung 1 1 vorgesehen. Das flüssige Wärmeträgermedium ist der Übersichtlichkeit der Abbildung wegen nicht schraffiert dargestellt. FIG. 2 shows a development of the first embodiment. Here, the structural element 1 is constructed by a frame 7 which forms four sides of the structural element 1, namely top and bottom as well as the side surfaces. In the illustration of Figure 2, the frame 7 is shown in section only above and below. In the frame 7 are two opposite plates 2, 3, 5, i. a first plate 3 and a second plate 5, arranged. Between the two plates 3, 5, a planar element 9 is arranged so that it closes laterally, above and below with the frame 7, respectively. Furthermore, the planar element 9 is arranged with a clear dimension x to the first plate 3 and with a clearance y to the second plate 5. Through the planar element 9, a first connecting line 13 with pump 19 provided therein also leads here in the lower area. In the upper area, a second connecting line 11 is provided. The liquid heat transfer medium is shown for the sake of clarity not hatched.

Auf beiden Seiten des flächigen Elements 9 und durch die Verbindungsleitungen 1 1 , 13 kann sich eine Konvektionsströmung ausbilden. So kann Wärme von der zweiten Platte 5 durch die Konvektionsströmung auf die erste Platte 3 übertragen werden, On both sides of the sheet-like element 9 and through the connecting lines 1 1, 13, a convection flow can form. Thus, heat can be transferred from the second plate 5 to the first plate 3 by the convection flow.

Gemäß einer anderen Weiterbildung, die nicht bildlich dargestellt ist, können aktive Konvektionselemente in den ersten flächigen Hohlraum 15 und/oder in den zweiten flächigen Hohlraum 17 integriert werden. Unter "aktiven Konvektionselementen" werden bspw. kleine Rotoren verstanden, welche die Ausbildung der Konvektionsströmung bzw. der Umwälzung des flüssigen Wärmeträgermediums unterstützen und diese aufrecht erhalten. Hierdurch wird insbesondere der Schalthub zwischen der Seite mit höherer Temperatur und der Seite mit niedrigerer Temperatur erhöht. According to another development, which is not illustrated, active convection elements can be integrated into the first planar cavity 15 and / or into the second planar cavity 17. By "active convection elements", for example, small rotors are understood which support the formation of the convection flow or the circulation of the liquid heat transfer medium and maintain it. As a result, in particular the switching stroke between the higher temperature side and the lower temperature side is increased.

Figur 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. In dieser sind der erste flächige Hohlraum 15 und der zweite flächige Hohlraum 17 nur über die erste Verbindungsleitung 13 verbunden, in der eine Pumpe 19 angeordnet ist. Die Darstellung zeigt einen Zustand, in dem der erste flächige Hohlraum 15 nur wenig mit dem hier wieder schraffiert dargestellten flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt ist, während der zweite flächige Hohlraum 17 zum größten Teil damit gefüllt ist. Figur 3 zeigt also einen Zustand während des Pumpens des flüssigen Wärmeträgermediums W von einem flächen Hohlraum 15, 17 in den anderen. Die nicht schraffierten Bereiche des ersten flächigen Hohlraums 15 und des zweiten flächigen Hohlraums 17 stellen in Figur 3 freies Volumen dar, das i.d.R. mit einem Gas gefüllt ist. Figure 3 shows schematically a construction element 1 according to the invention according to a second embodiment. In this, the first planar cavity 15 and the second planar cavity 17 is connected only via the first connecting line 13, in which a pump 19 is arranged. The illustration shows a state in which the first planar cavity 15 is filled only slightly with the liquid heat transfer medium W shown here hatched again, while the second planar cavity 17 is largely filled with it. FIG. 3 thus shows a state during the pumping of the liquid heat transfer medium W from one surface cavity 15, 17 into the other. The non-hatched areas of the first planar cavity 15 and of the second planar cavity 17 represent in FIG. 3 free volume, which is usually filled with a gas.

Wie aus den Figuren 1 bis 3 deutlich wird, kann in Umkehrung des aus dem Stand der Technik bekannten Effektes das erfindungsgemäße Konstruktionselement 1 insbesondere dazu verwendet werden, um Wärme aus Gebäuden abzuführen. Dies kann beispielsweise in der warmen Jahreszeit vorteilhaft sein. Ferner ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1 zur Wärmeabführung aus Industriebauten denkbar. As is clear from Figures 1 to 3, in reversal of the known from the prior art effect, the construction element 1 of the invention can be used in particular to dissipate heat from buildings. This can be advantageous, for example, in the warm season. Furthermore, the application of the construction element 1 according to the invention for heat dissipation from industrial buildings is conceivable.

Je nach Einbausituation des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1 kann dieses entweder senkrecht oder geneigt ausgeführt werden. Auf diese Weise können sowohl Wandflächen als auch schräge Dachflächen gebildet werden. Der Winkel der schrägen Dachflächen zur Senkrechten liegt zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 5° und 60°. Trotz der schrägen Lage des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1 bleibt das Prinzip des gezielt regelbaren Wärmedurchgangskoeffizienten U erhalten, d.h. die Regelung durch gezielte Steuerung der inneren Konvektionsströmung. Dies gilt auch für den Einsatz des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1 in Flachdächern. Depending on the installation situation of the construction element 1 according to the invention, this can be carried out either vertically or inclined. In this way, both wall surfaces and sloping roof surfaces can be formed. The angle of the sloping roof surfaces to the vertical is between 0 ° and 90 °, preferably between 5 ° and 60 °. Despite the oblique position of the construction element 1 according to the invention, the principle of the specifically controllable heat transfer coefficient U is retained, i. the control by targeted control of the internal convection flow. This also applies to the use of the construction element 1 according to the invention in flat roofs.

Das erfindungsgemäße Konstruktionselement 1 kann demnach als Wand- und/oder Dachelement in einem Rohbau eingesetzt werden, ohne weitere Wandelemente oder Dachelemente vorsehen zu müssen. Natürlich ist das erfindungsgemäße Konstruktionselement 1 auch als klassisches Dämmelement zum Aufsetzen auf eine Fassade verwendbar. The construction element 1 according to the invention can therefore be used as a wall and / or roof element in a shell, without having to provide further wall elements or roof elements. Of course, the construction element 1 according to the invention can also be used as a classic insulating element for placement on a facade.

Nachstehend wird tabellarisch ein konkretes Beispiel für die erste Ausführungsform gegeben: A concrete example of the first embodiment is given in tabular form below:

Bei stillstehender Pumpe 19 herrscht Isolation. When the pump 19 is stationary, there is insulation.

Bei eingeschalteter Pumpe 19 findet konvektiver Wärmetransport statt: When the pump 19 is switched convective heat transport takes place:

ca. 4,2 J/(ml K), about 4.2 J / (ml K),

Flussrate 1 ml/(sm2) (etwa 3,6 l/(hm2)): Ui = 4,2 W/(m2K) Flow rate 1 ml / (sm 2 ) (about 3.6 l / (hm 2 )): Ui = 4.2 W / (m 2 K)

Flussrate 10 ml/(sm2): Ui = 42 W/(m2K) Flow rate 10 ml / (sm 2 ): Ui = 42 W / (m 2 K)

Wasservolumen auf jeder Seite: etwa 2 I charakteristische Verweilzeit für "schnellen" Fluss: etwa 5 min Water volume on each side: about 2 l characteristic residence time for "fast" flow: about 5 min

charakteristische Wärmediffusionslänge in dieser Zeit: (Dth = 0,134 e-6 m2/s): 9 mm möglicher oberer U-Wert im System: 5,3 W/(m2K) characteristic heat diffusion length in this time: (D th = 0.134 e-6 m 2 / s): 9 mm possible upper U-value in the system: 5.3 W / (m 2 K)

thermische Masse des Wassers (4 l/m2): etwa 4,7 Wh/m2K thermal mass of water (4 l / m 2 ): about 4.7 Wh / m 2 K

Es gilt die Gleichung

Figure imgf000020_0001
worin hse den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Außenseite bzw. hsi den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Innenseite bezeichnet. The equation holds
Figure imgf000020_0001
where h se denotes the heat transfer coefficient on the outside and h si the heat transfer coefficient on the inside.

Nach DIN 4108 werden dabei üblicherweise folgende Werte angesetzt: In accordance with DIN 4108, the following values are usually used:

hse = 25 W/m2K, h se = 25 W / m 2 K,

hsi = 8 W/m2K h si = 8 W / m 2 K

Nachstehend wird stichpunktartig ein konkretes Beispiel für die zweite Ausführungsform gegeben: Hereinafter, a concrete example of the second embodiment is given by way of example:

Bei stillstehender Pumpe 19 und Wasser auf der Innenseite des Konstruktionselements 1 herrscht Isolation, die innere thermische Masse beträgt 23 Wh/m2K. When the pump 19 is stationary and water on the inside of the structural element 1 is present, the internal thermal mass is 23 Wh / m 2 K.

Bei stillstehender Pumpe 19 und Wasser auf der Außenseite des Konstruktionselements 1 herrscht Isolation, die innere thermische Masse beträgt 23 Wh/m2K. With the pump 19 stationary and water on the outside of the structural element 1, insulation prevails, the internal thermal mass is 23 Wh / m 2 K.

Zeitkonstante für das Pumpen < 30 min (bei 12 ml/s) Time constant for pumping <30 min (at 12 ml / s)

Thermische Zeitkonstante < 1 h aufgrund von Konvektion im Inneren des Reservoirtanks.  Thermal time constant <1 h due to convection inside the reservoir tank.

Mögliche Betriebsmodi a) einfacher Fassadenkollektor an kalten Tagen mit guter Bestrahlung der Wand b) mehrfaches Zirkulieren der thermischen Masse während der Nacht in der Kühlsaison, was einem schaltbaren U-Wert > 5 W/m2K entspricht (wobei der U-Wert hier als zeitliches Mittel über die Wirkung des Elements über einen Zeitraum von mehreren Stunden hinweg verstanden werden muss) Die vorliegende Erfindung bietet eine Reihe weiterer Möglichkeiten zur Temperierung von Gebäuden. So können die mit flüssigem Wärmeträgermedium W zumindest teilweise gefüllten Hohlräume 15, 17 gegen externe Wärme- oder Kälte-Reservoire gekoppelt werden, beispielsweise gegen kaltes Grundwasser oder das Trinkwassernetz oder gegen lokale Warmwassertanks. Dabei kann eine Vernetzung zwischen verschiedenen Orten des Gebäudes auf vorgegebenen Niveaus vorgenommen werden. Possible operating modes a) simple facade collector on cold days with good wall irradiation b) multiple circulation of the thermal mass during the night in the cooling season, which corresponds to a switchable U value> 5 W / m 2 K (where the U value is here temporal mean over the effect of the element over a period of several hours must be understood) The present invention offers a number of other possibilities for tempering buildings. Thus, the liquid heat transfer medium W at least partially filled cavities 15, 17 can be coupled against external heat or cold reservoirs, for example against cold groundwater or the drinking water network or against local hot water tanks. In this case, a networking between different locations of the building at predetermined levels can be made.

Ferner kann das energetische Speichervermögen des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1 auch mit anderen Energiequellen, insbesondere dem öffentlichen Stromnetz, im Sinne eines "Smart Grid" gekoppelt werden, um einen energetisch optimalen Betrieb von "thermisch aktiven" Haushaltsanwendungen wie Spülmaschinen oder Waschmaschinen zu ermöglichen. Hierzu ist eine Steuerungssoftware notwendig, die aus dem aktuellen Energieaufkommen im öffentlichen Stromnetz sowie der in erfindungsgemäßen Konstruktionselementen 1 gespeicherten thermischen Energie berechnet, wann der Betrieb eines Haushaltsgeräts am sinnvollsten ist, das teilweise elektrische und teilweise thermische Energie benötigt. Ferner ist es möglich, die nicht unerheblichen Mengen an flüssigem Wärmeträgermedium W, insbesondere im Fall von Wasser, als Notfallreserve für den Brandschutz vorzusehen. Beispielsweise können in den Hohlräumen 15, 17 Berstscheiben vorgesehen werden, die bei Erreichen einer kritischen Temperatur das flüssige Wärmeträgermedium W in das Gebäude freigeben. Furthermore, the energy storage capacity of the construction element 1 according to the invention can also be coupled with other energy sources, in particular the public power grid, in the sense of a "smart grid" in order to enable energetically optimal operation of "thermally active" household applications such as dishwashers or washing machines. For this purpose, a control software is necessary, which calculates from the current energy supply in the public power grid and the thermal energy stored in construction elements 1 according to the invention, when the operation of a household appliance is the most sensible, which requires partial electrical and partial thermal energy. Furthermore, it is possible to provide the not inconsiderable amounts of liquid heat transfer medium W, in particular in the case of water, as an emergency reserve for fire protection. For example, rupture disks can be provided in the cavities 15, 17, which release the liquid heat transfer medium W into the building when a critical temperature is reached.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

I Konstruktionselement I construction element

3 erste Platte 3 first plate

5 zweite Platte  5 second plate

7 Rahmen  7 frames

9 flächiges Element  9 flat element

I I zweite Verbindungsleitung  I I second connection line

13 erste Verbindungsleitung 13 first connection line

15 erster flächiger Hohlraum  15 first planar cavity

17 zweiter flächiger Hohlraum  17 second planar cavity

19 Pumpe  19 pump

x lichtes Maß des ersten flächigen Hohlraums 15 y lichtes Maß des zweiten flächigen Hohlraums 17 x light dimension of the first planar cavity 15 y light dimension of the second planar cavity 17th

Claims

Patentansprüche claims 1 . Konstruktionselement (1 ) mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U, umfassend 1 . Construction element (1) with controllable heat transfer coefficient U, comprising einen ersten flächigen Hohlraum (15),  a first planar cavity (15), einen zweiten flächigen Hohlraum (17),  a second planar cavity (17), ein zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) angeordnetes flächiges Element (9), das mindestens ein isolierendes Material umfasst und dessen Breite und dessen Höhe jeweils der a flat element (9) arranged between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), comprising at least one insulating material and whose width and height are each the same Breite und Höhe des ersten flächigen Hohlraums (15) und/oder des zweiten flächigen Hohlraums (17) entspricht, Width and height of the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) corresponds, wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) durch mindestens eine erste Verbindungsleitung (13) durch das flächige Element (9) hindurch untereinander verbunden sind, und  wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are interconnected by at least one first connecting line (13) through the planar element (9), and wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) zumindest teilweise mit einem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt sind, und  wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) are at least partially filled with a liquid heat transfer medium W, and zumindest eine Pumpe (19) zur Regelung des Austausche von flüssigem Wärmeträgermedium W zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17), die für die erste Verbindungsleitung (13) angeordnet ist.  at least one pump (19) for controlling the exchange of liquid heat transfer medium W between the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17), which is arranged for the first connecting line (13). 2. Konstruktionselement (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das flächige Element (9) einen Wärmedurchgangskoeffizienten U von höchstens 0,5 W/m2K, bevorzugt zwischen2. Construction element (1) according to claim 1, wherein the sheet-like element (9) has a heat transfer coefficient U of at most 0.5 W / m 2 K, preferably between 0,35 W/m2K und 0,08 W/m2K, aufweist. 0.35 W / m 2 K and 0.08 W / m 2 K. 3. Konstruktionselement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) das gleiche Fassungsvermögen für das flüssige Wärmeträgermedium W aufweisen. 3. Construction element (1) according to claim 1 or 2, wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) have the same capacity for the liquid heat transfer medium W. 4. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das flüssige Wärmeträgermedium W Wasser und ein anorganisches oder organisches Frostschutzmittel umfasst. 4. Construction element (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the liquid heat transfer medium W comprises water and an inorganic or organic antifreeze. 5. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei 5. Construction element (1) according to one of claims 1 to 4, wherein die erste Verbindungsleitung (13) im vertikal unteren Bereich des flächigen Elements (9) angeordnet ist und  the first connecting line (13) is arranged in the vertically lower region of the flat element (9) and eine zweite Verbindungsleitung (1 1 ) im vertikal oberen Bereich des flächigen Elements (9) angeordnet ist, so dass der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) über die erste Verbindungsleitung (13) und die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) so in Verbindung stehen, dass zwischen dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) über die erste Verbindungsleitung (13) und 5 die zweite Verbindungsleitung (1 1 ) eine Konvektionsströmung des flüssigen Wärmeträgermediums W fließen kann. a second connecting line (1 1) is arranged in the vertically upper region of the planar element (9), so that the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) via the first connecting line (13) and the second connecting line (1 1) are in communication, that between the first planar cavity (15) and the second planar Cavity (17) via the first connecting line (13) and 5, the second connecting line (1 1) a convection flow of the liquid heat transfer medium W can flow. 6. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das gesamte Volumen des ersten flächigen Hohlraums (15) und des zweiten flächigen6. Construction element (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the entire volume of the first planar cavity (15) and the second planar 10 Hohlraums (17) vollständig mit dem flüssigen Wärmeträgermedium W gefüllt ist. 10 cavity (17) is completely filled with the liquid heat transfer medium W. 7. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) jeweils ein Fassungsvermögen von 0,5 l/m2 bis 10 l/m2, bevorzugt zwischen 1 l/m2 und 5 l/m2,7. Construction element (1) according to one of claims 1 to 6, wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) each have a capacity of 0.5 l / m 2 to 10 l / m 2 , preferably between 1 l / m 2 and 5 l / m 2 , 15 aufweisen. 15 have. 8. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das in dem ersten flächigen Hohlraum (15) und dem zweiten flächigen Hohlraum (17) enthaltene Volumen des flüssigen Wärmeträgermediums W 50 % bis 60 % des8. Construction element (1) according to one of claims 1 to 3, wherein in the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) contained volume of the liquid heat transfer medium W 50% to 60% of 20 gesamten Volumens einnimmt, das der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) umschließen. 20 total volume occupies that enclose the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17). 9. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 8, wobei der erste flächige Hohlraum (15) und der zweite flächige Hohlraum (17) jeweils ein9. construction element (1) according to one of claims 1 to 3 and 8, wherein the first planar cavity (15) and the second planar cavity (17) each one 25 Fassungsvermögen zwischen 1 l/m2 und 100 l/m2, bevorzugt zwischen 5 l/m2 und 40 l/m2, aufweisen. 25 capacities between 1 l / m 2 and 100 l / m 2 , preferably between 5 l / m 2 and 40 l / m 2 , have. 10. Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 8 und 9, wobei in dem ersten flächigen Hohlraum (15) und/oder dem zweiten flächigen Hohlraum10. Construction element (1) according to one of claims 1 to 3, 8 and 9, wherein in the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity 30 (17) jeweils ein Folienkammersystem vorgesehen ist, das auf dem flüssigen Wärmeträgermedium W schwimmfähig ist und bei von dem flüssigen Wärmeträgermedium W entleertem ersten flächigen Hohlraum (15) oder zweiten flächigen Hohlraum (17) diesen in voll entfaltetem Zustand vollständig ausfüllt. 30 (17) each a film chamber system is provided which is buoyant on the liquid heat transfer medium W and completely fills in fully deflated by the liquid heat transfer medium W first flat cavity (15) or second planar cavity (17). 35 1 1 . Konstruktionselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste flächige Hohlraum (15) und/oder der zweite flächige Hohlraum (17) an der Oberfläche dreidimensional strukturiert ist/sind. 35 1 1. Construction element (1) according to one of claims 1 to 10, wherein the first planar cavity (15) and / or the second planar cavity (17) is structured on the surface in three dimensions / are. 12. Verwendung des Konstruktionselements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 40 als Wand- und/oder Dachelement in Gebäuden oder Fahrzeugen, insbesondere Wasserfahrzeugen. 12. Use of the construction element (1) according to any one of claims 1 to 1 1 40 as a wall and / or roof element in buildings or vehicles, in particular water vehicles. 13. Verwendung des Konstruktionselements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zur Abführung von Wärme von einer ersten Seite des Konstruktionselements (1 ) zu dessen zweiter Seite. 13. Use of the construction element (1) according to one of claims 1 to 1 1 for dissipating heat from a first side of the construction element (1) to the second side thereof. 5  5 14. Verwendung des Konstruktionselements (1 ) nach Anspruch 13, wobei die thermische Kapazität des flüssigen Wärmeträgermediums W als thermische Masse eingesetzt wird .  14. Use of the construction element (1) according to claim 13, wherein the thermal capacity of the liquid heat transfer medium W is used as a thermal mass. 10 15. Verwendung des Konstruktionselements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 8 bis 1 1 , wobei das flüssige Wärmeträgermedium W gegen externe Wärmeoder Kälte-Reservoire gekoppelt wird. 10 15. Use of the structural element (1) according to one of claims 1 to 3 and 8 to 1 1, wherein the liquid heat transfer medium W is coupled to external heat or cooling reservoirs.
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